Lorsque la lumière arrache un électron d'une molécule, les électrons restants ne restent pas immobiles — ils se réorganisent, comme des passagers dans un wagon quand l'un d'eux descend à un arrêt. Dans les molécules ordinaires, cette réorganisation est presque imperceptible, mais dans les molécules chirales — qui sont des images miroir, comme la main gauche et la main droite — elle peut faire tourner les orbitales. C'est précisément une telle rotation qui a été observée pour la première fois en laboratoire.

Les physiciens ont bombardé des molécules d'épichlorhydrine avec de la lumière ultraviolette d'énergie variable et ont suivi les angles d'émission des électrons. Dans la région du minimum de Cooper — une énergie particulière où le signal s'affaiblit généralement — la distribution angulaire a commencé à osciller. Et seuls deux canaux d'ionisation oscillaient, tandis que les prédictions des méthodes standard (Hartree-Fock et théorie de la fonctionnelle de la densité) ne correspondaient pas à l'expérience, ni en nombre de canaux ni en amplitude.

Il n'a été possible d'expliquer ce qui a été observé qu'en tenant compte de la corrélation électronique — l'influence mutuelle des électrons les uns sur les autres. Il s'est avéré que lors de l'ionisation, différents états du cation se mélangent, et ce mélange agit comme un coup de volant : l'orbitale d'où l'électron s'est échappé change d'orientation. Pour les molécules chirales, une telle rotation est particulièrement forte, car elles ne possèdent pas de symétrie qui interdirait ce mélange.

Cette expérience est la première preuve directe d'une prédiction théorique ancienne. Maintenant que l'effet est capturé en chiffres, on peut l'utiliser comme un outil précis : grâce à la distribution angulaire des photoélectrons, déterminer comment les électrons interagissent dans la molécule, et même distinguer les formes gauche et droite des substances chirales.