Le laser frappe l'échantillon et les molécules se mettent à vibrer. Cette vibration chauffe la matière de fractions infimes de degré. Autrefois, on considérait cette chaleur comme une nuisance ; désormais, on l'utilise pour lire la composition chimique, comme on devine qui marche dans un couloir au bruit des pas.
Le nouveau microscope optique n'utilise qu'une seule paire d'impulsions laser pour provoquer cet échauffement. Les appareils classiques envoient des milliers d'impulsions à la suite, comme si l'on frappait à la porte de nombreuses fois en espérant qu'un coup soit entendu. Ici, un seul coup suffit. Le laser est spécialement étiré dans le temps pour frapper plus doucement et ne pas endommager les cellules vivantes.
Sur des cellules vivantes HeLa, on a pu observer des îlots de cholestérol dans la membrane cellulaire. Auparavant, on les marquait avec des anticorps fluorescents ; maintenant, on les voit directement, comme des taches de graisse à la surface d'un bouillon. La vitesse de capture est de 10 images par seconde, et la cellule reste vivante.
La chaleur laissée par l'impulsion laser s'avère être un langage chimique précis. Une impulsion, et la carte des molécules est prête.
Une impulsion laser chauffe l'échantillon de moins d'un millième de degré, mais cela suffit pour voir des molécules individuelles.
Dans la série « Fringe », les héros utilisent un appareil qui « voit » la composition chimique des objets à distance — le nouveau microscope fait quelque chose de similaire, mais dans une goutte de solution.