Los espejos mienten: científicos han demostrado por primera vez que incluso moléculas "idénticas" se comportan de manera diferente.

Científicos suizos han dado un paso que podría cambiar por completo nuestra comprensión de la quiralidad, una propiedad fundamental de las moléculas. Por primera vez, investigadores del ETH Zurich demostraron que las moléculas orientadas a la «izquierda» y a la «derecha» difieren no solo en su forma, sino también en el comportamiento de sus electrones.

Tradicionalmente la quiralidad se vinculaba únicamente con la estructura: las moléculas que no son superponibles en espejo se parecen a nuestras manos —la izquierda y la derecha— con los mismos “dedos” pero sin posibilidad de alinearlas. En biología esta asimetría es crucial: algunos medicamentos funcionan solo en su forma “derecha”, mientras que la “izquierda” puede ser inútil o incluso tóxica. Ahora se ha descubierto que las diferencias emergen también en el movimiento de los electrones.

El equipo del profesor Hans Jakob Werner empleó destellos ultracortos de luz polarizada circularmente para registrar y controlar la emisión de electrones desde moléculas quirales. Este efecto se conoce como dicroísmo circular fotoelectrónico (PECD): la dirección en que se emiten los electrones depende de si la molécula es «izquierda» o «derecha». Antes se consideraba que la PECD era un fenómeno observable pero difícil de controlar. El nuevo trabajo demuestra que no solo puede medirse, sino que también es posible invertirla para cambiar el flujo electrónico.

El descubrimiento fue posible gracias a una única “cámara flash” para electrones, que genera impulsos de attosegundos —tan cortos que caben miles de millones en un segundo. Con esos destellos pudieron ver en qué instante se expulsan los electrones y hacia dónde se dirigen. Al añadir un segundo pulso infrarrojo con una polarización determinada, los investigadores lograron controlar el proceso: desplazar el instante de emisión y variar la dirección según la fase relativa de los haces.

Se encontró que la dinámica electrónica depende simultáneamente de tres factores: la orientación de la propia molécula, la rotación de la luz polarizada y el desfase entre los pulsos. Esto demuestra que la quiralidad ya no puede considerarse una propiedad puramente estática: existe como un fenómeno dinámico a escala electrónica.

Las implicaciones van más allá de la química fundamental. Una detección más sensible de las formas “derecha” e “izquierda” de una sustancia podría mejorar la seguridad y la eficacia de los medicamentos. Controlar el comportamiento electrónico abre perspectivas para la electrónica molecular, la espintrónica y el desarrollo de sensores de nueva generación. Además, este método ayuda a acercarse a una de las preguntas más profundas: por qué la vida en la Tierra eligió una sola forma de quiralidad, aun cuando teóricamente podrían existir ambas.