Extrémně přesným vážením iontů lze zjistit rozdíl hmotnosti mezi excitovaným a základním stavem atomu. Vezmeme-li atom nebo ion a elektromagnetickým zářením zvedneme některý z jeho elektronů na vyšší energetickou hladinu, bude excitovaná částice vážit více přesně v souladu s Einsteinovým vztahem E = mc². Při dodání energie E ztěžkne o hmotnost E/c². Konkrétní měření proběhlo s kationtem rhenia z jehož 75 elektronů chybělo 29. Šlo o kation Re²⁹⁺ s nevídaně silným kladným nábojem, který vydrží jen ve velmi hlubokém vakuu. Pohlcením rentgenového záření o frekvenci 49,6 petahertzu (pHz) přešel do excitovaného stavu. Předpona peta, zkráceně p značí 10¹⁵ obdobně jako kilo značí 10³ a mega 10⁶. Ion rhenia tím ztěžknul o zhruba 5 x 10^-29 kg, což je podstatně méně než klidová hmotnost protonu.

Obtížnost měření připodobňuje první autorka publikace R.X. Schüssler z Max-Planck-Institut für Kernphysik v Heidelbergu: „Vážením šestitunového slona jsme dokázali zjistit, zda po něm běží deseti miligramový mravenec.“ Ke zjištění této extrémně malé hmotnosti nevystačíme s obyčejnými vahami, byť sebepřesnějšími, Musíme užít speciální metodu zvanou hmotnostní spektrometrie (angl. mass spectrometry), a to ještě velmi přesném uspořádání tzv. Pentatrap (Pětipast). Metoda spočívá v určení hmotnosti podle velikosti zakřivení dráhy nabité částice v magnetickém poli. Pentatrap tvoří pět tzv. Penningových pastí (angl.Penning trap), ve kterých je magnetické pole nastaveno tak, aby ionty obíhaly po kruhové dráze. Porovnáním rychlostí kruhového pohybu iontů v základním a excitovaném stavu určíme hmotnostní přírůstek vyvolaný dodanou energií. Mimochodem vědci zjistili, že excitovaný kation Re²⁹⁺ vydrží 130 dní, což je nečekaně dlouhá doba.

Popsaný výzkum má smysl pro konstrukci přesnějších a odolnějších atomových hodin, které lépe fungují s ionty s vysokým nábojem. Standardní spektroskopické metody nejsou pro určení přechodů elektronů v iontech vhodných pro takové atomové hodiny dostatečně přesné. Nicméně excitace pomocí rentgenových paprsků představuje zásadní problém při konstrukci atomových hodin, takže popsaná metoda poslouží spíše k výzkumným účelům při hledání vhodných systémů s nižší aktivační energií.