El extraño víncluo entre el Spherium (*) y el Helio

El Spherium es lo que hipotéticamente se forma cuando dos electrones son confinados en la superficie de una esfera.

La sustancia es idea de Pierre-Francois Loos y Peter Gill de la Universidad Nacional de Australia en Camberra y fue descubierto por primera vez el año pasado. Hoy, continúa la investigación sobre sus propiedades y comportamiento y han encontrado una interesante sorpresa.

El Spherium, dicen, es uno de los pocos sistemas cuánticos para el cual es posible resolver la ecuación de Schrodinger, que describe su estado para una parte concreta del espectro de energía, de forma exacta. Pero esa no es la sorpresa.

Modelos sencillos posibles de resolver tienen un gran interés para los físicos porque pueden revelar importantes propiedades de un sistema cuántico sin la complejidad matemática que suele llevar consigo. Pero el número de sistemas cuánticos que puede ser resueltos de forma exacta se pueden contar con los dedos de una mano.

Por lo tanto, en los últimos años los físicos cuánticos han buscado los llamados modelos quasi-resolubles que pueden ser resueltos pero sólo para una parte limitada del espectro de energía. Al parecer estos son más numerosos y útiles. Desarrollarlos se ha convertido en todo un arte.

El Spherium entra en esta categoría y Loos y Gill no están hablando de una esfera tradicional. Han encontrado las propiedades de varias esferas d-dimensionales (una esfera d-dimensional es la superficie de una pelota d+1 dimensional).

Spherium

Spherium. Technology Review.

La sorpresa estriba en que los electrones confinados en la superficie de una 3-esfera (es decir, la superficie de una pelota de 4 dimensiones) se comporta de una manera extraordinariamente parecida a los electronces confinados en un espacio tridimensional. “Por lo tanto, sostenemos que el 3-spherium puede ser el modelo más apropiado para estudiar sistemas moleculares o atómicos ‘reales'”, dicen Loos y Gill.

Hablan, en particular, de la similitud entre las propiedades del 3-spherium y los íones de helio. En realidad no es difícil de imaginar que –la forma en que se mantienen unidos– traerá una nueva forma de estudiar el comportamiento cuántico de las moléculas reales y los átomos artificiales.

Y si lo hace, entonces ¿quién sabe si hay una tabla de esferas con 3, 4 o más electrones que podrían a su vez llevar a quasi-resolubles resultados? La química cuántica podría no volver a ser la misma. Supongo que Loos y Gill trabajarán con ahínco para que lo sepamos.

Ref: arxiv.org/abs/1004.3641: Excited States of Spherium

Este artículo ha sido traducido de Technology Review y publicado bajo licencia CC by-sa

(*) No he encontrado la traducción exacta de ‘Spherium’, si la hay y la conoces, te agradecería que me lo dijeses.

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