Щепотка алмазной пыли, брошенная в стакан с жидкостью, работает как сотни крошечных магнитных компасов. Когда рядом появляются молекулы с неспаренными электронами (такие называют парамагнитными), стрелки этих компасов начинают дрожать. По дрожанию можно понять, что за молекула и сколько её.

Раньше такие измерения шли медленно: алмазные частицы по одной выспрашивали с помощью лазерных импульсов, и на каждый ответ уходили минуты. В новой работе собрали установку, где тысячи алмазных песчинок опрашиваются одновременно, а сигнал считывает быстрый детектор — лавинный фотодиод, работающий как очень чувствительный глаз. Электроника на программируемой микросхеме (FPGA) мгновенно складывает ответы от всех частиц.

Теперь химики могут следить за реакциями с участием парамагнитных частиц почти в прямом эфире. Если улучшить технику, станут видны процессы короче секунды — например, как белки в клетке обмениваются электронами.