Muchas transformaciones químicas se asemejan al ensamblaje de muebles en la oscuridad total: se ven las piezas iniciales y el armario terminado, pero el ensamblaje en sí sigue siendo un misterio. Los estados intermedios, como las posiciones fallidas de las manos del artesano, desaparecen demasiado rápido para distinguirlos. El nuevo enfoque, descrito en el artículo, utiliza la resonancia magnética nuclear como un radar sensible capaz de captar estas formas fugaces.
La base es el modo de precesión libre en estado estacionario (SSFP). Se puede comparar con columpiarse con empujones rítmicos y cortos: si se da en el momento justo, el columpio alcanza un balanceo estable que depende tanto de la fuerza de los empujones como de la frecuencia propia del columpio. Aquí, el papel de los empujones lo desempeña una serie de pulsos de radio con un ángulo de desviación determinado y pausas entre ellos. Así se genera una señal estable, sensible a los más mínimos cambios en la molécula. Cuando una forma de la sustancia se convierte en otra, la señal cambia su 'color'; a partir de él se puede reconstruir cuántos estados intermedios hubo, cuánto duraron y en qué se diferenciaban de los iniciales.
Los autores probaron la idea en compuestos modelo simples. Resultó que SSFP proporciona simultáneamente dos cosas: retratos incluso de formas intermedias muy raras (hasta fracciones de porcentaje) y las velocidades exactas de sus interconversiones. Es como si un solo instrumento midiera la altura y el peso de una persona sin requerir dos procedimientos distintos. Los cálculos teóricos, confirmados por simulaciones por computadora, permitieron derivar fórmulas convenientes para reacciones lentas y rápidas. Ahora, ajustar los datos experimentales toma minutos, no horas.
Así, el 'radar' de pulsos de radio convierte la habitación oscura de la cinética química en un escenario iluminado donde cada paso de la reacción se ve con claridad. En el futuro, el método ayudará a comprender el funcionamiento de las enzimas, el plegamiento de proteínas y otros procesos donde los estados de vida corta juegan un papel clave.
El modo de precesión libre en estado estacionario se conocía desde la década de 1950, pero su potencial para la cinética química solo se reveló ahora, cuando la potencia computacional permitió analizar rápidamente señales complejas.
En la novela 'La máquina diferencial' de William Gibson y Bruce Sterling, los dispositivos computacionales predicen el comportamiento de sistemas complejos; el nuevo método de RMN da un paso hacia esa predicción a nivel molecular.