Nel 1951 il chimico e biofisico sovietico Boris Belousov, che lavorava a Mosca, stava cercando un modello chimico del ciclo di Krebs, la sequenza di reazioni con cui le cellule ricavano energia dal cibo. Durante gli esperimenti notò che una soluzione di acido citrico, bromato di potassio e ioni cerio in acido solforico diluito cambiava colore da sola, passando ripetutamente dal giallo all’incolore, senza che nessuno la agitasse o la riscaldasse. È una delle classiche reazioni chimiche oscillanti, oggi usata come esempio da manuale di termodinamica di non-equilibrio.

Secondo la chimica dell’epoca, non sarebbe dovuto succedere: una reazione procede verso l’equilibrio e ci resta, non oscilla avanti e indietro all'infinito. Belousov provò a pubblicare i risultati due volte. Le riviste a cui li sottopose li respinsero entrambe le volte, perché non li ritenevano spiegabili in modo convincente. Riuscì a farli uscire solo nel 1959, otto anni dopo la scoperta, e non su una rivista con revisione paritaria ma su un bollettino interno del proprio istituto.

Nel 1961 il biochimico Simon Shnoll, che nel frattempo lo aveva incoraggiato a continuare, affidò il problema a un suo studente, Anatoly Zhabotinsky. Zhabotinsky sostituì l'acido citrico con l’acido malonico, semplificando la reazione, e passò anni a verificare che l’oscillazione non fosse un errore sperimentale. Le sue prime pubblicazioni sull’argomento uscirono nel 1964, ma restarono confinate alla letteratura sovietica. La comunità scientifica occidentale ne venne a conoscenza solo nel 1968, a una conferenza sugli oscillatori biologici e biochimici tenutasi a Praga — diciassette anni dopo la prima osservazione di Belousov, morto nel 1970 senza aver ricevuto alcun riconoscimento ufficiale in vita. Nel 1980 gli fu assegnato, postumo, il premio Lenin.

Negli anni successivi la reazione è diventata un caso di studio della chimica non lineare. Versata in uno strato sottile e lasciata senza agitazione, genera anelli concentrici e spirali di colore che si espandono e ruotano per minuti — un fenomeno visibile a occhio nudo, su una scala di pochi millimetri. Queste immagini sono state citate spesso come prova sperimentale della teoria delle strutture dissipative del chimico Ilya Prigogine, che nel 1977 ha vinto il premio Nobel per la Chimica per i suoi studi sui sistemi lontani dall’equilibrio.

La reazione ha continuato a rivelare comportamenti nuovi anche molto tempo dopo la sua scoperta. Un gruppo di studenti di chimica del liceo Mito Dai-ni, in Giappone, ha osservato per ore una variante a base di ferroina e ha registrato qualcosa che nessun laboratorio aveva mai documentato prima: dopo circa dieci ore di oscillazioni regolari tra il rosso e il blu, la miscela si fermava e restava di un giallo uniforme per un periodo compreso tra le cinque e le venti ore. Poi, senza alcun intervento esterno, riprendeva a oscillare, più debolmente, prima di esaurirsi in modo definitivo — un comportamento che i ricercatori hanno chiamato, informalmente, “reazione zombie”.

La reazione si esaurisce quando bromato e acido malonico, i due reagenti che la alimentano, si consumano del tutto: a quel punto la soluzione raggiunge l’equilibrio chimico e non cambia più colore.