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El extraño vínculo entre el esferio y el helio
El esférico es el material hipotético extraño que se forma cuando dos electrones están confinados a la superficie de una esfera.
Esta sustancia es el hijo del cerebro de Pierre-Francois Loos y Peter Gill en la Universidad Nacional Australiana en Canberra, que revelaron por primera vez el año pasado. Hoy, continúan su exploración de sus propiedades y comportamiento y presentan una sorpresa interesante.
Spherium, dicen, es uno de los pocos sistemas cuánticos para los que es posible resolver exactamente la ecuación de Schrodinger que describe su estado para una cierta parte del espectro de energía. Pero esta no es la sorpresa.
Los modelos simples con solución son de gran interés para los físicos porque pueden revelar propiedades importantes de un sistema cuántico sin la complejidad matemática intratable que suele surgir. Pero el número de sistemas cuánticos que pueden resolverse con exactitud se puede contar con los dedos de una mano.
Entonces, en los últimos años, los físicos cuánticos han buscado los llamados modelos cuasi resolubles que pueden resolverse con precisión, pero solo en una parte limitada del espectro de energía. Estos resultan ser más numerosos y, por lo tanto, más útiles. Desarrollarlos se ha convertido en todo un arte.
Spherium entra en esta categoría. Y Loos y Gill no se refieren a ninguna esfera antigua. Han resuelto las propiedades de varias esferas de dimensión d (una esfera d es la superficie de una bola de dimensión d + 1).
La sorpresa es que los electrones confinados a la superficie de una esfera tridimensional (es decir, a la superficie de una bola 4-D) se comportan de una manera notablemente similar a los electrones confinados al espacio tridimensional real. Por lo tanto, hemos argumentado que el 3-esferio puede ser el modelo más apropiado para estudiar sistemas atómicos o moleculares reales, dicen Loos y Gill.
Señalan, en particular, la similitud entre las propiedades de los iones 3-esferio y helio. De alguna manera, eso no es demasiado difícil de imaginar. Claramente, la esperanza es que el esferio también les ayude a comprender otros sistemas.
Eso es interesante y está lleno de cierto tipo de promesa. Lo que parecen estar insinuando Loos y Gill es que la química del esferio, la forma en que se une, proporcionará una nueva forma de estudiar el comportamiento cuántico de moléculas reales y átomos artificiales.
Y si es así, ¿quién puede decir que no hay una tabla periódica de esferas con 3, 4 y más electrones que también podrían producir resultados cuasi resolubles? Es posible que la química cuántica nunca vuelva a ser la misma. Supongo que Loos y Gill trabajarán febrilmente para hacérnoslo saber.
Ref: arxiv.org/abs/1004.3641 : Estados emocionados de Spherium