Archivo para la categoría Química Cuántica

Heisenberg, la medida o cuando los arboles dejaron de hacer ruido al caer

ironhorse

Alguien dijo una vez que la patria del ser humano es su niñez, y quizás por ello, la Realidad decidió jugar al escondite con nosotros. Porque no sé si sabes que, debido al Principio de Incertidumbre de Heisenberg (PIH), la Realidad parece que esté escondida en algún lugar hasta que la observamos. Y es que la Realidad del mundo microscópico es tal, que si trasladáramos sus conceptos a nuestro mundo macroscópico, no podríamos estar seguros de que un árbol al caer haga ruido si no estamos ahí para oirlo, de que la luna esté ahí arriba si no la miramos, o de que este texto esté escrito si tú no lo lees. Así, no es extraño que a grandes científicos de la talla de Einstein, Schrödinger, etc …  no les gustara las implicaciones de la teoría cuántica y, a pesar de haber contribuido a su nacimiento, la vieran como una teoría todavía incompleta. Sin embargo, la realidad cuántica, sea lo que sea, es testaruda y despues de casi un siglo de su existencia, esta visión “rara” del mundo ha sido lo más coherente que tenemos para entender el mundo microscópico. Quizás, lo que pasa es que después de todo,  hace falta cierta mentalidad de niño para jugar a entender la Realidad.

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Charla en la Alhóndiga de Bilbao sobre el Premio Nobel de Química 2013

http://culturacientifica.com/2014/03/09/bailando-con-proteinas/

En esta charla relato el porqué del Nobel de Química 2013 a Karplus, Warshel y Levitt. Espero que os guste!

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Bailando con Proteínas y el Nobel

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Pues sí, el Nobel de Química de este año ha sido concedido a Karplus, Lewitt y Warshell por su trabajo de desarrollo de modelos mutiescala para tratar sistemas químicos complejos.  Si uno lee con más atención la nota de prensa publicada en el sitio web del Premio Nobel, parece que el jurado ha valorado en concreto la utilización de métodos mixtos QM/MM para estudiar problemas de reactividad química en proteínas y sistemas biológicos en general. Para que nos entendamos, Biología, Química, Física, Matemática y Computación unidas para tratar sistemas biológicos. En resumen, estos “cocineros” de la Química Computacional fueron pioneros en preparar un plato compuesto por un muchito de Newton (métodos clásicos y propagación de las posiciones) con un poquito de Schrödinger (rotura y formación de enlaces químicos), adobado en una salsa de Maxwell (continuo dieléctrico) .  Pero hoy me gustaría dedicar este Post, a hablar de mis recuerdos en el grupo de Karplus, porque el que aquí escribe tuvo la oportunidad de ensayar esos platos y de ser su pinche de cocina durante cuatro maravillosos años.

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Heisenberg o la vía física a la Indeterminación

ironhorse

Del “sólo sé que no sé nada” Socrático, pasamos en 2500 años y de la mano de la ciencia, a la seguridad de que podíamos saberlo todo. La revolución Newtoniana del pensamiento parecía establecer que todo, hasta el último detalle del Universo y su evolución, estaba determinado, y esta filosofía de la Realidad ha impregnado la mentalidad occidental desde el siglo XVII. Sin embargo, de la mano de esa misma ciencia, hace casi 100 años, se descubrió un espacio irreductible de ignorancia al que estamos abocados, y sin la cual, nuestro Universo sería completamente diferente. La Ciencia descubría que el conocimiento tenía un límite, y en el camino, ha habido que repensar las bases sobre las que asentamos nuestro concepto de Realidad. ¿El culpable? Heisenberg y su principio de incertidumbre.

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¿Cómo dibujo un átomo? (II): El átomo cuántico

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Tasunka-Witko, más conocido como caballo loco, contempla aquella máquina de hierro construida por el hombre blanco. Desde lo alto de una colina, observa como avanza por las anchas llanuras, trayendo nuevos colonos que acabarán por desplazar a su tribu. Tasunka-Witko se reune con su pueblo e intenta explicar lo que ha visto, pero ¿Cómo hacerlo?, ¿Qué palabras puede usar para describir lo que ha visto? No tiene más remedio que recurrir al lenguaje común de la tribu, desarrollado por su pueblo durante generaciones, y perfectamente adaptado a describir sus paisajes, su flora, su fauna, sus montañas, su entorno en definitiva. Tasunka-Witko mira a su pueblo y dice: “Los blancos han traído un gran  caballo de hierro, que come piedras oscuras como la noche, y expulsa una gran nube de humo por su lomo”.  “Caballo de hierro!”, repiten los miembros de la tribu, mirándose unos a otros, y afirmando con la cabeza. Sin embargo,  Tasunka-Witko no está seguro de si realmente lo que ha visto se puede describir así … Pues algo de ésto, nos ocurre a los físicos y químicos cuánticos cuando se nos pide dibujar o describir un átomo. Nos encontramos con un lenguaje limitado a nuestra experiencia, para describir una realidad que la supera. Así, no nos queda más remedio que recurrir a “caballos de hierro”, que en nuestro caso son  “bolitas” para describir las partículas, “órbitas” y “orbitales” para hablar  de los estados del electrón en torno al núcleo, y átomos como pequeños sistemas planetarios. Si quieres ver cómo hacemos el “indio” los Químicos Cuánticos cuando intentamos dibujar el átomo cuántico, te invito a seguir leyendo esta entrada 😉

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¿Cómo dibujo un átomo?(I): El átomo clásico

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La entrada de hoy viene motivada por una pregunta frecuente  de mi amigo Kanif Beruna: ¿Cómo dibujo un átomo? Como sabéis, mi amigo Kanif es hombre de gran talento, y de una encomiable  curiosidad por aprender cosas nuevas, y entre ellas está la Química Cuántica. Debido a ello, ha decidido contribuir a este blog con sus viñetas humorísticas que podéis encontrar en la sección de Des-Varios. Pero viendo lo “rara” que parece ser  la cuántica, se le plantea el problema de como representar los átomos en los chistes. Me encanta la pregunta, porque su simplicidad contrasta con  la complejidad de una respuesta adecuada. De hecho voy a necesitar dos entradas para responder adecuadamente esta cuestión.

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Química Cúantica, Pitágoras y una copa.

Triangelua_Quimica_Cuantica

Alejandro alzó su copa de vidrio, y la observó como siempre lo hacía, con admiración y un ligero gesto de incredulidad. Hacía ya dos años que había llegado a la escuela pitagórica de Crotona, en busca de la explicación última del mundo. Desde su infancia, Alejandro se preguntaba como era posible que aquella piedra dura y de color oscuro, se transformara bajo la acción del fuego purificador, en ese otro material translucido, brillante y quebradizo que formaba su copa.  ¿Qué era el fuego para ser capaz de transformar así la materia? ¿Y qué era ésta?  ¿Cómo explicar los cambios que en ella tenían lugar? Su maestro, Pitágoras, estaba convencido de la existencia de un mundo de números y figuras poliédricas tridimensionales, que eran la esencia de todas las cosas. Pero, a veces, todo eso le resultaba tan distante, tan sumamente diferente de la copa que sostenía entre sus manos, que le resultaba difícil creerlo. Alejandro no lo sabe, pero todavía faltan más de dos milenios para que el mundo pitagórico de los números y estructuras tridimensionales, pueda relacionarse con la materia y sus procesos de cambio. Faltan más de dos milenios para el nacimiento de la Química Cúantica.

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