Probabilitats

mayo 22, 2009

La complexitat de la mecànica quàntica no la discuteix ningú. Però si et diuen que resumeixis amb una frase curta i simple què és la mecànica quàntica podriem dir que aquesta no és més que una probabilitat. I no ens estem equivocant.

És la probabilitat de que el sistema que s’està descrivint tingui unes característiques o unes altres, és a dir, que sigui d’una manera o d’una altra. Possiblement, aquesta petita explicació s’entén molt millor gràcies a la paradoxa del gat de Schrödinger: la probabilitat que el gat dins la caixa estigui viu o que estigui mort.

Aquí deixo un vídeo molt interessant sobre el tema, que espero que pugui ajudar una mica..


La divulgació més complicada: química quàntica

mayo 17, 2009

Buscant per internet sabem que podem trobar infinitat de coses. L’altre dia, avorrit, no sé ben bé perquè volia saber què és la partícula elemental anomenada “bossó de Higgs”. I buscant per la xarxa vaig arribarfins a una molt interessant entrada a un blog: “el Tamiz“. L’entrada en questió era la següent.

Però més que aquesta entrada és tota la informació sobre la física més quàntica explicada de forma clara i entenedora que es pot trobar en aquest blog de divulgació científica. No és fàcil fer divulgació científica, però molt més difícil és fer-ho sobre la química i la física quàntica.

Es tracta d’un blog interessant que segurament rebrà alguna visita meva més, però quan tingui una mica de temps! Aquesta setmana que entrem és la última de classes presencials, i la següent comencen ja els finals.

Molta sort a tots!

Aprofito l’entrada sobre la divulgació de la quàntica per penjar un acudit que també vaig trobar per la xarxa:

Institut

Institut de Física quàntica

Vostè es troba aquí i aquí.

PD. D’aquí una setmana i mitja, el vell acudit aparegut en aquest blog sobre el barça i la molècula d’oxigen pot ser provat per una equació: l’equació de’n Pep. De moment, només es tracta d’un postulat…

Cap a l’estat triplet fonamental! Camí a Roma!


Spins i magnetisme

mayo 13, 2009

En una recent entrada al blog vam posar com a exemple de les infinites possibilitats de la química moderna les propietats magnètiques de les molècules, i més concretament, dels metalls de transició. Seguint aquesta línia, podríem explicar una mica aquests fenomen provocat pels electrons desaparellats en orbitals de tipus d dels metalls de transició. Bàsicament, les propietats magnètiques d’aquestes molècules es deuen a l’excés d’electrons de tipus alfa sobre els de tipus beta. El camp magnètic generat per ambdós tipus d’spins no es compensa i aleshores tenim un camps magnètic intrínsec, com els propis spins, a la molècula. Hem de distingir, però, aquest moment d’spin molecular, del que és el moment d’spin total d’una estructura cristal•lina, que en definitiva es tracta del que dóna les propietats d’imant a una “pedra” (cas de la magnetita). Però perquè tenim un excés d’spins en alfa respecte als beta en una molècula amb nombre d’electrons parell? La resposta és senzilla: és més estable. En els complexos de metalls de transició es produeix un reordenament dels OM segons el tipus de lligand, el nombre de lligands totals, o segons la geometria que aquests adopten al voltant del metall. Així, es compensa l’augment d’energia per poblar un OM més gràcies a que es perd energia d’interacció entre electrons que ocupen un mateix spinorbital. Tenim més estabilitat al poblar spinorbitals amb spins paral•les que al poblar un mateix spinorbital amb 2 electrons. Només cal recordar les senzilles regles de Hund que ens ve a dir que sempre s’assolirà la màxima correlació d’spin.


Crisi de financiació

mayo 9, 2009

En una notícia d’ahir apareguda a elPaís es podia llegir que segons la COSCE (Confederación de Sociedades Científicas de España) l’inversió pública en I+D “se aleja enormemente del incremento anual de recursos del 16% previsto en el VI Plan Nacional de I+D+i 2008-2011”. El primer que pensem és que en moments de dificultats econòmiques globals no hi ha motius per a queixar-se, i que probablement se’n fa un gra massa. Però al mateix article es pot llegir el raonament que en fan els responsables de la COSCE, on expliquen que al 2008 aquesta inversió també va romandre estancada tot i no patir cap mena de crisi econòmica, com tot sabem, no reconeguda pel govern espanyol. A més, tambés’explica que un dels pilars que ha d’ajudar a l’estat a sortir d’aquesta crisi econòmica ha de ser l’investigació, i axí no s’aconseguirà.

Des del punt de vista químic, sempre és una notícia negativa que des del govern de l’estat no arribin diners per fomentar la recerca i l’investiació, sobretot a les universitats públiques que viuen d’això. Són temps difícils, però la ciència no entén de crisi, ja que només cal mirar el nombre d’articles que arriben a les revistes especialitzades esperant per a ser publicats. És per això que no ens podem quedar enrera, i encara menys per falta de financiació. Seria molt diferent que ho féssim per falta de capacitat, però la realitat és que la capacitat hi és.

Quimica


Té futur la química?

mayo 5, 2009

Avui he anat al MediaMarkt i per 89€ he pogut comprar un disc dur portàtil de 2,5’’ de 500 Gb. Qui ho hagués pensat 6 mesos enrera, quan el meu pare en va comprar un de multimedia, d’aquells que s’enxufen directament a la tele per veure vídeos, de 250 Gb per 200 € llargs, si no recordo malament.

És increïble veure com avança la tecnologia, i és increïble com encara pot avançar. Per tots és sabut que l’emmagatzematge d’informació és un dels problemes més grans de la humanitat. Es necessiten sistemes ràpids, fiables, segurs i a poder ser, petits.

És per aquest motiu que s’està treballant molt dins aquest camp, i des de la nanotecnologia més química s’estan buscant també noves vies. Un exemple és l’ús de molècules amb propietats magnètiques. I atenció, perquè parlem de molècules, no d’estructures cristal·lines, com ara pot ser la magnetita, que tenen propietats magnètiques a nivell macroscòpic. Aquestes molècules col·locades una al costat de l’altra es poden utilitzar com la banda magnètica d’una cinta de cassette però en format nano: Podem alinear l’spin de cada molècula per separat d’una forma determinada que a l’hora de ser llegit, en format binari, per exemple, encripti una informació que pugui ser entesa per un lector. Com ja sabem, és l’alineació dels spins dels electrons desaparellats de metalls de transició el que confereix aquestes propietats magnètiques a la molècula.

Aquestes propietats magnètiques formen un conjunt de noves possibilitats en infinits àmbits de la química amb aplicacions inimaginables.

Una molècula d’aquest tipus és la que forma part de les anomenades Mn12. Aquesta molècula, a més, és molt interessant des del punt de vista quàntic, ja que és un dels primers sistemes en els que es va mesurar experimentalment l’efecte túnel. Però això, ja es tracta d’una altra entrada al blog..   Continuarà..!

No m’agradaria acabar aquest texts sense fer menció al potencial que té la química per a fer evolucionar la tecnología fins a nivells insospitables. deixant de banda aquest petit exemple del que acabem de parlar, trobem els nanotubs, amb aplicacions tant diverses i sonades com els famosos ascensors espacials, els ful·lerens i la seva capacitat d’encabir “coses” dins seu..

Actualment, i més que mai, la química és el futur. Per tant, sembla lògic pensar que els químics si que tenim futur, o no..?¿


Construcció d’un fenòmen global: un exemple

mayo 2, 2009

Que internet és tot un fenomen social ja ho sabíem. I una mostra més ens arriba d’aquesta notícia apareguda a elPaís.
Com estendre el pànic mundial en poques hores? La resposta, evidentment, la trobem a internet.

Amb aquest nou fenomen de la grip porcina són moltes les entrades en blogs, webs, twitter’s, etc. Per cert! Al incloure aquest terme al meu blog, ara segur que tindré un munt de visites! Jejeje!

Bromes a part, la nova societat digital ha permès estendre una alarma mundial sobre una possible pandèmia de grip (que no deixa de ser grip!) i que matarà a la mateixa gent que ho podria fer una grip normal. Com es pot llegir a la notícia abans esmentada, el tràfic al web sobre aquests termes (grip, “flu”, etc..) ha crescut exponencialment des de fa aproximadament una setmana. Això ens pot indicar el grau d’informació que esperem trobar a internet, però no el grau de la qualitat d’aquesta. M’explico.
Si jo ara faig una entrada en aquest blog parlant sobre una malaltia de la que en desconec gairebé tot (em sé el seu nom..), gràcies als buscadors (google, per exemple) tindré un increment de les visites de les que aproximadament la meitat llegiran aquesta suposada entrada de d’alt a baix. D’aquesta gent, una quarta part es podrà arribar a creure les tonteries que jo hauré escrit. Conclusió: Noves entrades a altres blogs, Twitters, Facebooks sobre el que jo hauré escrit, i una difusió arreu del món d’un conjunt d’idees absurdes sobre un tema que desconec completament. No és més que el boca a boca de tota la vida, però molt més ràpid, i a l’engròs.

Aquest fenòmen de la grip porcina no és més que un altre clar exemple del gran fenòmen social que és internet, i de com pot influir a les nostres vides. No ens hem de creure tot allò que llegim per internet.. (ni a ElMundo!) Jajajaja!


La quàntica del Barça..

abril 27, 2009

Recordant èpoques passades, ens bé al cap ràpidament el gol de Koeman a Wembley. El cop de cap de Bakero que va acabar amb la pilota a dins la xarxa i ens va classificar per poder guanyar aquella primera Champions. La cua de vaca de Romàrio a l’Alkorta (que per cert, encara el deu estar buscant) que va acabar amb el 5 a 0 al Madrid.. Tot són noms. Tot són contribucions de jugadors en diferent grau d’importància i en diferents condicions i circumstàncies.
Es tracta d’un conjunt d’individus, d’àtoms, d’OA, que diria Roothan, agrupats i ordenats dins un conjunt on cadascú hi contribueix d’una forma diferent, amb major o menor grau.
Un conjunt de contribucions individuals organitzades de tal manera que s’obtingui el resultat més òptim és el que coneixem com a Determinant de Slater que defineix un OM i que està format per els OA de cada àtom que forma part del sistema, i l’obtenim com a conseqüència d’un procés de convergència SCF (Self Consistent Field – del camp autoconsistent). Es tracta del mètode de Hartree Fock, un mètode variacional on tenim que procurar utilitzar bases grans, perquè, com ja sabem, com més funcions de base (OA), més baixa i propera serà l’energia a l’exacta.
Tot jugador que arriba a jugar amb el primer equip del FC Barcelona, se li suposa una base gran.. Els de base mínima els tenim pel Numància, Almeria, i algun també pel Madrid.. (Drenthe, Faubert..).

Cruyff va ser capaç de fer convergir aquest cicle fins a nivells molt alts d’acuracitat: Una Champions, 3 lligues, etc..

Però en un sistema gran, on tenim metalls de transició, és adir, jugadors importants com podien ser Romàiros i companyia, no els podem definir bé mitjançant aquest mètode. I aleshores passa l’inevitable: la convergència divergeix, i el cicle SCF fracassa. Només cal recordar la final d’Atenes. Si, aquella on el Milan ens va posar a caldo..

Després d’uns anys de fracassos, intentant passar d’aquesta metodologia de Fock als nous models basats en el funcional de la densitat, vam tenir per aquí al sr. Rijkaard. Un holandès de sang d’orxata que va implementar el seu propi funcional. Un funcional innovador, que va costar implementar, que va sorprendre a molts, però que ens va donar grans resultats: dues lligues, i la segona Champions, la de París.

En el món del futbol, no coneixem la forma d’un Hamiltonià exacta que ens pugui portar al valor energètic correcte, a la perfecció, a guanyar cada partit per un 6 a 0. Però com tots sabem, l’acuracitat d’un càlcul DFT depèn en gran part dels funcionals escollits, i per tant, la responsabilitat d’un bon entrenador és saber trobar i aplicar aquest funcional adequadament.

A en Frank, li va costar definir correctament la multiplicitat de spin d’un sistema tant complex com era el Barça de Ronaldinho, Deco i companyia. I aquí era on el seu sistema fallava. Potser tenia masses paràmetres empírics, o potser que l’energia de correlació no fos tant gran com calia esperar. Però tot i això, cal donar-li les gràcies per la gran contribució que va tenir a favor de l’evolució d’aquesta metodología..

Ara, estem gaudint de la nova implementació del funcional “Guardiola 08-09”. Es tracta d’un funcional que necessita una base molt gran, i també necessita de les contribucions dels respectius pseudopotencials per a cada tipus d’àtom: té en compte efectes relativistes. Aquesta base, la 6-1989++G**, ha estat elaborada pel propi Guardiola. Es tracta d’un conjunt de base molt equilibrat, on tothom és important.

Semblava que la convergència havia de ser mol ràpida, que el cicle ja estava fet. Però cal recordar que amb el keyword “SCF=tight” busquem una acuracitat major. Encara haurem d’esperar una mica per a que acabi aquest cicle SCF i veure si ens convergeix cap a un estat TRIPLET fonamental…

Continuarà..