En el mundo cuántico, el comportamiento de las moléculas a menudo desafía la imaginación. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, observar una molécula es como ver una danza en la que no se puede capturar simultáneamente posición y velocidad. Sin embargo, esta aparente danza caótica cuántica sigue en realidad una coreografía estricta. Incluso a temperatura de cero absoluto, las moléculas nunca se detienen por completo debido a la energía de punto cero y realizan una silenciosa danza atómica.

Recientemente, científicos de la Universidad Goethe de Fráncfort y instituciones colaboradoras han medido directamente por primera vez el movimiento de punto cero relevante en el láser europeo de electrones libres de rayos X ubicado en Hamburgo, Alemania. Utilizaron el láser de rayos X para enfocar un “foco” en una sola molécula, capturando instantáneas de los átomos y revelando así los modos precisos de vibración de cada átomo. El profesor Til Jahnke afirmó: “Por primera vez hemos medido directamente este comportamiento en una molécula de tamaño medio en su estado de energía más bajo; este movimiento de punto cero es un fenómeno puramente cuántico”. Las moléculas de tamaño medio, como la yodopiridina, poseen 27 modos de vibración diferentes, mucho más complejos que las moléculas simples formadas por dos o tres átomos.

Para capturar imágenes de estas partículas danzantes, los científicos emplearon la técnica de imagen por explosión de Coulomb. Pulsos de láser de rayos X ultracortos y de alta intensidad desencadenan una explosión controlada de la molécula, generando imágenes de alta resolución. El microscopio de reacción COLTRIMS registra el tiempo y la posición de impacto de los fragmentos, permitiendo reconstruir la estructura molecular original. El Dr. Gregor Kastirke señaló que este resultado revolucionario requirió años de preparación y una estrecha colaboración del equipo. El profesor Jahnke añadió: “Estamos mejorando continuamente el método con el objetivo de producir gradualmente cortometrajes reales de procesos moleculares”.