They capture the real movement of an electron for the first time/Captan por primera vez el movimiento real de un electrón

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As you all know, an electron is a fundamental subatomic particle, meaning it cannot be divided into smaller parts. It is one of the main components of an atom, along with protons and neutrons. Its most important characteristic is that it has a negative electrical charge. Electrons are primarily responsible for chemical reactions; by moving between atoms, they create the chemical bonds that form molecules. Their movement also generates the electric current we use in everyday life.

Como todos sabéis, un electrón es una partícula subatómica fundamental, es decir, que no se puede dividir en partes más pequeñas. Es uno de los componentes principales de un átomo, junto con los protones y neutrones. Su característica más importante es que tiene una carga eléctrica negativa. Los electrones son los principales responsables de las reacciones químicas, al moverse entre átomos, crean los enlaces químicos que forman las moléculas. Su movimiento también genera la corriente eléctrica que usamos en la vida diaria.

Electrons are not located at the center of the atom, but orbit the nucleus (made up of protons and neutrons) in an electron cloud or in specific energy levels. Electrons are extremely small—their mass is about 1,836 times smaller than that of a proton or neutron—so until now, only the effects of electron motion could be observed, not their actual, direct motion. But this may change thanks to a new technique that uses ultrafast X-ray pulses, measured in attoseconds, one quatrillionth of a second.

Los electrones no están en el centro del átomo sino que orbitan el núcleo (formado por protones y neutrones) en una nube de electrones o en niveles de energía específicos. Los electrones son extremadamente pequeños, su masa es unas 1.836 veces más pequeña que la de un protón o un neutrón, por eso hasta ahora solo se podían observar los efectos del movimiento de los electrones, pero no su movimiento real y directo. Pero esto puede cambiar gracias a una nueva técnica que utiliza pulsos de rayos X ultrarrápidos, medidos en attosegundos, una trillonésima parte de un segundo.

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It's not really about "seeing" an electron, since it's too small to observe in visible light. It's about experimentally mapping how its probability cloud evolves—that is, the space where it's most likely to be found at any given time. Subatomic particles like electrons don't have defined trajectories, but rather behaviors governed by quantum probabilities. Achieving this requires highly advanced tools that capture this change on timescales of femtoseconds (one trillionth of a second).

En realidad no se trata de "Ver" un electrón ya que es demasiado pequeño para observarlo con luz visible, sino mapear experimentalmente cómo evoluciona su nube de probabilidad, es decir, el espacio donde es más probable encontrarlo en cada momento. Las partículas subatómicas como los electrones no tienen trayectorias definidas, sino comportamientos regidos por probabilidades cuánticas. Para lograrlo se requieren herramientas muy avanzadas que capturan este cambio a escalas temporales de femtosegundos (milbillonésima parte de un segundo).

To achieve this breakthrough, an isotopic variant of ammonia (ND₃) was used, in which the hydrogen atoms are replaced by deuterium to better distinguish electronic from nuclear motion. An ultraviolet pulse was then used to excite the valence electron, followed by an ultrafast X-ray burst to capture the evolution of the electron cloud over hundreds of femtoseconds. This dual process made it possible, for the first time, to isolate the unequivocal trace of an electron rearranging itself at the heart of a chemical reaction.

Para conseguir este avance se utilizó una variante isotópica del amoníaco (ND₃), en la que los hidrógenos se reemplazan por deuterio para distinguir mejor el movimiento electrónico del nuclear. Luego se empleó un pulso ultravioleta para excitar el electrón de valencia y luego un disparo de rayos X ultrarrápido para captar la evolución de la nube electrónica durante cientos de femtosegundos. Este doble proceso permitió, por primera vez, aislar el rastro inequívoco de un electrón reorganizándose en el corazón de una reacción química.

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By now you're probably asking yourself, "What the hell do I care about all this?" Well, we do, because it will eventually affect our daily lives. Observing how an electron moves may seem very remote from everyday life, but these kinds of advances have practical impacts on technology, medicine, and industry, in addition to advancing fundamental knowledge for future developments. By better understanding the movement of electrons, we can design more efficient materials for batteries, solar panels, or electronic components, making technology faster and more sustainable.

A estas alturas seguro que os estáis preguntando: "¿a mi que carajo me importa todo esto?". Pues algo si nos importa porque acabará afectando nuestra vida diaria. Observar cómo se mueve un electrón puede parecer muy lejano a la vida cotidiana, pero este tipo de avances tiene impactos prácticos en la tecnología, la medicina y la industria, además de impulsar el conocimiento fundamental para futuros desarrollos. Al comprender mejor el movimiento de los electrones, se pueden diseñar materiales más eficientes para baterías, paneles solares o componentes electrónicos, haciendo que la tecnología sea más rápida y sostenible.

Other technologies derived from ultrafast physics, such as new digital X-ray methods, are already improving the quality and speed of medical diagnoses and reducing radiation exposure, which benefits the health of the population. Analyzing electron motion is key to researching new drugs and understanding diseases at the molecular level, enabling more precise and effective therapies. Capturing the actual motion of an electron is not only a scientific achievement but also the basis for future technologies that influence health, energy, the environment, and more.

Otras tecnologías derivadas de la física ultrarrápida, como los nuevos métodos de rayos X digitales, ya están mejorando la calidad y rapidez de los diagnósticos médicos y reduciendo la exposición a la radiación, lo que beneficia la salud de la población. Analizar el movimiento electrónico es clave para investigar nuevos fármacos y entender enfermedades a nivel molecular, posibilitando terapias más precisas y eficaces. Captar el movimiento real de un electrón no solo es un logro científico sino la base de futuras tecnologías que influyen en la salud, la energía, el medioambiente, etc.

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https://www.livescience.com/physics-mathematics/particle-physics/scientists-watch-a-single-electron-move-during-a-chemical-reaction-for-first-time-ever

https://www.muyinteresante.com/ciencia/movimiento-electron-reaccion-quimica.html