„Obertöne“ dieser emittierten Lichtwelle, so genannte „Höhere Harmonische“, sind dabei der Schlüssel für einen erfolgreiche Schnappschuss eines Orbitalbereichs. Denn das zurückfallende Elektron verfügt selbst über eine Energie, die einer Wellenlänge von 0.14 Nanometer entspricht. Dadurch verändert sich das Spektrum des ausgesendeten Lichts zwischen dem Ultraviolett- und Röntgenbereich derart, dass eben jene Oberschwingungen entstehen und gemessen werden können. Die Wellenlänge des Elektrons ist dabei kurz genug, um die Orbitalstruktur bei der Kollision nach dem Zurückfallen mit hoher Auflösung wiederzugeben.
Itanani und seine Kollegen sammelten zahlreiche Spektren dieses emittierten Lichts. Dabei standen das Stickstoff-Molekül und die Flugbahn des zurückfallenden Elektrons in vielen verschiedenen Winkeln zueinander. Die jeweils nach einer Kollision aufgefangenen Lichtstrahlen spiegeln folglich die Bedingungen bei ebenso vielen, verschiedenen Auftreffpunkten auf das Molekülorbital wider. Mit einem Verfahren, das medizinischen Tomographie-Methoden entliehen ist, konnten sie aus diesen zahlreichen Daten ein dreidimensionales Modell des Molekülorbitals berechnen.
„In naher Zukunft sollte es möglich sein, die Elektronenwolken – also die Bindungen eines Moleküls – direkt während einer chemischen Reaktion zu beobachten“, schätzt Henrik Stapelfeldt von der dänischen Universität Aarhus die Chancen dieser Tomographie-Methode ein. Damit eröffne sich ein Blick in die grundlegendsten Vorgänge der Chemie. Mit einem tieferen Verständnis chemischer Reaktionen ließen sich so Synthese-Prozesse besser planen.