La luz que interactúa con los átomos de hidrógeno encerrados en jaulas huecas compuestas por átomos de carbono, conocido como material fullereno, produce ionización. Este fenómeno, que ha sido objeto de un intenso escrutinio teórico, es particularmente interesante porque los rayos de luz pueden tener efectos dramáticos al inducir pequeños potenciales de energía externa. Específicamente, alteran las propiedades estructurales y dinámicas de los átomos confinados dentro de la molécula de fullereno. Ana Frapiccini del centro de investigación CONICET de la Universidad Nacional del Sur, en Bahía Blanca, Argentina y colegas acaban de publicar un estudio en EPJ D explicando la teoría detrás de la ionización. Las aplicaciones de este proceso incluyen la administración de medicamentos, computación cuántica, fotovoltaica y almacenamiento de hidrógeno.
En este estudio, los autores han desarrollado una metodología para resolver la ecuación de Schrödinger que describe el comportamiento, tiempo extraordinario, de un átomo que interactúa con un pulso de luz externo. Esto produce una descripción teórica de cómo los rayos de luz externos afectan los niveles de energía de los átomos de hidrógeno atrapados dentro de los fullerenos. Al resolver la ecuación, los autores han transformado con éxito el problema en una ecuación mucho más simple, lo que explica el efecto de dispersión de la luz sobre los átomos cautivos.
Por lo tanto, convirtieron su intento de llegar a una comprensión teórica de la ionización en un estudio de un modelo semi-empírico más simple de los potenciales de energía, que son locales, esféricamente simétrico, y se considera constante.
Frapiccini y sus colegas revelan en este estudio aspectos clave del proceso de ionización en átomos atrapados dentro de una molécula de fullereno. Luego, los autores prueban su teoría utilizando una aplicación basada en el estudio de la influencia del confinamiento de un átomo de hidrógeno en jaulas de fullereno de dos tamaños diferentes; a saber, C36 y C60. Concluyen que la jaula de fullereno actúa como captor del electrón, que está ionizado dentro de la jaula, cuando se somete a un pulso láser de la misma intensidad que la diferencia entre los niveles de energía más bajos.
