Dans une pièce sombre, un rayon de soleil traverse un trou d'épingle dans du carton, et une image inversée de la rue apparaît sur le mur. C'est le principe de la chambre sténopé : le minuscule trou sélectionne lui-même les rayons provenant de chaque point de la scène. Des scientifiques ont appliqué cette idée aux rayons X, mais en faisant en sorte que la caméra voie non pas la forme, mais la composition chimique.
Habituellement, pour connaître les éléments qui composent un objet, on le scanne avec un faisceau fin, point par point, ce qui est aussi lent que de dessiner un portrait en piquant une aiguille dans une toile. Dans la nouvelle méthode, l'échantillon est éclairé dans son ensemble, et sa lueur, c'est-à-dire le rayonnement X secondaire émis par les atomes après excitation, traverse un sténopé pour atteindre un détecteur. Ce détecteur enregistre l'énergie de chaque photon, comme l'oreille distingue les notes d'un accord. Ainsi, en une seule image, on collecte des informations sur tous les éléments à la fois.
La méthode a été testée sur un embryon de poisson zèbre coloré à l'argent : la carte a montré où le colorant s'était accumulé et où il était presque absent. Sur un morceau de roche composé de granite et de serpentinite, le baryum ne se trouvait que dans le granite, et le fer dans la serpentinite. Auparavant, pour combiner structure et chimie, il fallait scanner deux fois puis fusionner les données. Désormais, tout est obtenu en une seule expérience.
Le temps d'acquisition d'une projection de fluorescence était de 150 à 170 secondes, et il y avait 121 projections au total, soit environ 5,5 heures par jeu de données. La tomographie par contraste de phase avec 5000 projections a pris un temps comparable.
L'idée de voir la composition chimique d'un volume sans le détruire rappelle le tricordeur de « Star Trek », qui scanne un objet et fournit une analyse élémentaire. F3CT est un pas vers un tel dispositif, bien qu'il nécessite encore un synchrotron.