Científicos desvelan la primera solución completa de una ecuación de física cuántica para la molécula de hidrógeno

MADRID 15 Dic. (EUROPA PRESS) -

El investigador español Fernando Martín de la Universidad Complutense de Madrid ha desvelado, junto a otros científicos europeos y estadounidenses, la primera solución completa de una ecuación de física cuántica para la molécula de hidrógeno. Las conclusiones del estudio, en el que se ha combinado teoría y computación para describir el enlace químico molecular, se publican esta semana en la revista 'Science'.

Los cálculos necesarios para resolver este problema han sido realizados en superordenadores que utilizan múltiples procesadores en paralelo. Los científicos explican que han, literalmente, roto la molécula de hidrógeno en pedazos y han calculado lo que ocurre a cada uno de sus componentes posteriormente.

El estudio señala que en la molécula de H2, un sistema de cuatro moléculas cargadas, los electrones tienden a seguir el enlace molecular y su destino depende de la distancia a la que se encuentran los protones en la molécula. Este efecto es de índole molecular y muestra claramente que la correlación electrónica en sistemas moleculares no puede interpretarse, ni siquiera de forma aproximada, utilizando imágenes de átomos aislados.

Los científicos ya habían comprobado la validad de su método en el año 2003 en una colaboración inicial con el científico William MacCurdy, de la Universidad de California (Estados Unidos), en el átomo de Helio. La distribución de los electrones emitidos en el Helio es bastante simétrica respecto al núcleo, indicando que los electrones prefieren escapar preferentemente en direcciones opuestas, lo cual es consecuencia de la repulsión existente entre ambos.

LA MOLÉCULA DE HIDRÓGENO

Según los investigadores, cuando una molécula de hidrógeno, formada por dos electrones y dos protones, es "bombardeada" por un fotón con energía suficiente para arrancar sus dos electrones, los dos protones se quedan atrás, se repelen y acaban experimentando una explosión de 'Coulomb'.

En este fenómeno, denominado doble fotoionización, el destino de cada electrón está determinado por la proximidad entre los protones en el momento de la explosión y por la correlación entre los electrones en la molécula. La correlación entre partículas implica que la posición y la velocidad de las mismas no se puedan determinar considerando a cada partícula independientemente de las demás.

Los expertos explican que las ecuaciones del movimiento suponen un reto para los científicos debido al cálculo de la correlación ya sea en física clásica como en la cuántica.