Скоростная камера, способная снимать движение электронов, — это аттосекундный интерферометр. Он посылает на вещество два лазерных импульса с крошечной задержкой. Первый, ультрафиолетовый, как вспышка, выбивает электрон из молекулы. Второй, инфракрасный, словно невидимая рука, слегка подталкивает или притормаживает этот электрон в полёте. По тому, как меняется энергия электрона, учёные восстанавливают картину событий, длящихся миллиардные доли миллиардной доли секунды.

До сих пор считалось, что инфракрасный импульс работает только с вылетевшим электроном, а сама молекула для него — просто неподвижная сцена. Но авторы новой работы решили проверить это на углекислом газе (CO₂). Они обнаружили, что инфракрасный свет способен встряхнуть и саму молекулу, которая осталась без электрона. Эта встряска открывает для электрона третий, скрытый ранее маршрут. Теперь электрон может покинуть молекулу не одним путём, а двумя разными, и ещё получить дополнительный толчок от возбуждённой молекулы. Все три траектории накладываются друг на друга, как круги на воде от трёх брошенных камешков.

Чтобы разобраться в этой мешанине, физики измерили энергию и угол вылета электронов. Оказалось, что при усреднении по всем углам чёткость интерференционной картины падает в определённом диапазоне энергий. Это похоже на оркестр, где два музыканта играют в такт, а третий иногда вступает невпопад, и общее звучание местами становится тише. Сравнив эксперимент с теорией, учёные смогли выделить вклад каждого из трёх маршрутов. Третий путь, связанный с возбуждением молекулы, оказался не просто помехой, а важной частью процесса, которую нельзя игнорировать.

Это открытие меняет правила игры для всей аттосекундной спектроскопии (метода изучения сверхбыстрых процессов). Раньше, изучая простые атомы, можно было пренебречь влиянием на сам ион. Но для молекул и более сложных систем такой подход даёт неполную картину. Теперь, зная о третьем квантовом пути, учёные смогут точнее расшифровывать сверхбыстрые процессы — например, как энергия перераспределяется при фотосинтезе или как разрушаются молекулы под действием радиации. Вернувшись к нашей сверхскоростной камере, можно сказать, что у неё появился новый, более чувствительный режим съёмки, который фиксирует не только главного героя, но и декорации, которые вдруг оживают.