Los rayos ultrarrápidos registran el movimiento de los protones

Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU., en colaboración con el complejo de láser de electrones libres de la Universidad de Stanford, desvelaron el 6 de octubre de 2026 un experimento pionero cuyos resultados publicó la revista Science, en el que se registró la trayectoria instantánea de protones y electrones durante las reacciones de disociación química en el agua.

El equipo utilizó pulsos láser de rayos X ultracortos medidos en fracciones de femtosegundo, documentando por primera vez el fenómeno de transferencia de electrones acoplada a protones en su estado dinámico transitorio. El sistema se centró en emitir pulsos de rayos X cuya duración temporal no supera los 50 femtosegundos para penetrar muestras líquidas extremadamente finas mientras eran estimuladas con luz ultravioleta.

Los detectores avanzados registraron cómo las moléculas de agua adyacentes interactúan y reorganizan su estructura en un plazo de 100 femtosegundos a partir de la liberación de las cargas, y cómo esta sincronización dirige la trayectoria y la ruptura de los enlaces químicos sin disipar energía en forma de calor residual, imitando con precisión los mecanismos biológicos dentro de los centros de reacción de la fotosíntesis en las plantas.

Estas observaciones a escala atómica abren perspectivas para diseñar catalizadores artificiales de hidrógeno de bajo coste que no dependan de metales raros como el platino y el iridio, ya que permiten construir electrodos que dirigen geométricamente el movimiento de los protones para lograr una eficiencia de conversión química que supera a los modelos comerciales en porcentajes superiores al 25 por ciento, además de desarrollar baterías de flujo líquido.