Una extraña e hipotética sustancia conocida como esferio, puede ayudar a desvelar los secretos cuánticos de la materia real, dicen los físicos.
El esferio es un material hipotético que se forma cuando dos electrones están confinados en la superficie de una esfera.
Esta sustancia es la idea de Pierre-Francois Loos y Peter Gill de la Universidad Nacional Australiana en Canberra, que la revelaron por primera vez el año pasado. Hoy, continúan la exploración de sus propiedades y comportamiento y llegan a una interesante sorpresa.
El esferio, dicen, es uno de los pocos sistemas cuánticos para los cuales es posible resolver con exactitud la ecuación de Schrodinger que describe su estado para cierta parte del espectro de energía. Pero esta no es la sorpresa.
Los modelos simples resolubles son de gran interés para los físicos dado que pueden revelar importantes propiedades de un sistema cuántico sin usar la intratable complejidad matemática que normalmente aparece. Pero el número de sistemas cuánticos exactamente resolubles pueden contarse con los dedos de una mano.
Por lo que en los últimos años, la física cuántica ha buscado modelos cuasi-resolubles que puedan resolverse exactamente pero sólo en una parte limitada del espectro de energía. Estos resultan ser más numerosos y útiles. Desarrollarlos se ha convertido casi en un arte.
El esferio cae dentro de esta categoría. Y Loos y Gill no se refieren a ninguna de las viejas esferas. Han calculado las propiedades de varias esferas d-dimensionales (una d-esfera es la superficie de una bola de dimensiones d+1).
La sorpresa es que los electrones confinados en la superficie de una 3-esfera (es decir, la superficie de una bola 4-D) se comportan de forma notablemente similar a los electrones confinados en un espacio 3D real. “Por tanto, hemos defendido que el 3-esferio puede ser el modelo más apropiado para estudiar los sistemas atómicos o moleculares ‘reales’”, dicen Loos y Gill.
Señalan, en particular, a la similitud entre las propiedades del 3-esferio y los iones de helio. En cierta forma no es demasiado difícil de imaginar. Claramente, la esperanza es que el esferio les ayude a entender también otros sistemas.
Esto es interesante y ciertamente prometedor. Lo que Loos y Gill parecen estar apuntando es que la química del esferio – la forma en que se unen sus átomos – proporcionará una nueva forma de estudiar el comportamiento cuántico de las moléculas reales y átomos artificiales.
Y, de ser así, entonces ¿quién dice que no hay una tabla periódica de esferas con 3, 4 y más electrones que puedan arrojar también resultados cuasi-resolubles? La química cuántica podría no volver a ser la misma. Apuesto a que Loos y Gill tarabajarán febrilmente para hacérnoslo saber.
Enlace: cienciakanija.com
Enlace original: technologyreview.com
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