Los diagramas de Feynman se aplican a la física de la materia condensada. Al convertir ecuaciones muy complejas en conjuntos de diagramas simples, el método se ha establecido como una de las herramientas más afiladas en la caja de herramientas de un físico teórico. Giacomo Bighin, un postdoctorado en el grupo de Mikhail Lemeshko en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria), ahora ha ampliado la técnica del diagrama de Feynman. Diseñado originalmente para partículas subatómicas, los objetos más simples imaginables, la técnica ahora puede funcionar con moléculas, objetos mucho más complejos. La investigación, que fue publicado en la revista Cartas de revisión física , Se espera que simplifique drásticamente la descripción de las rotaciones moleculares en disolventes. Esto acerca a los científicos un paso más hacia su objetivo a largo plazo de comprender las reacciones químicas en solventes a nivel microscópico. y potencialmente controlarlos.

Pensar en distintas disciplinas es difícil y requiere una buena combinación de experiencia y un entorno que fomente estas colaboraciones interdisciplinarias. Giacomo Bighin, un físico de materia condensada, encontró ese ambiente en IST Austria cuando se unió al grupo de Mikhail Lemeshko, un físico molecular. El resultado es un nuevo método de física molecular que puede facilitar enormemente la descripción de moléculas rotativas en disolventes y allana el camino para controlar eventualmente sus reacciones.

"Las moléculas siempre giran, y cómo interactúan entre sí depende de su orientación relativa. Es decir, si chocan con otra molécula con un extremo, tiene un efecto diferente que si lo golpearan con el otro extremo, "explica Lemeshko. La orientación de las moléculas y, por tanto, las reacciones químicas ya se han controlado en experimentos con gases moleculares, pero es bastante difícil hacer lo mismo con disolventes. Este es un objetivo a largo plazo en el que Mikhail Lemeshko y su grupo están trabajando paso a paso. El paso que acaban de dar se trata de describir mejor la rotación de una molécula en un disolvente, un requisito previo para controlar eventualmente las reacciones en este entorno.

Transfiriendo el método, sin embargo, no fue fácil. "Los diagramas de Feynman funcionan para partículas puntuales como los electrones. Como puntuales significa que no se ven afectados por la rotación; si rota un electrón, se ve exactamente igual que antes. Moléculas, por otra parte, son más complejos y pueden rotar y cambiar su orientación en el espacio, "explica Giacomo Bighin. Para transferir el método de los electrones a las moléculas, tuvo que desarrollar un nuevo formalismo. Previamente, no se sabía si incluso funcionaría para moléculas, y adaptar el método llevó a Bighin más de un año. Ahora, el formalismo está listo para usar en problemas químicos.

"Esperamos que las personas con antecedentes más moleculares vean que ahora es posible estudiar moléculas de esta manera. La técnica ofrece resultados extremadamente precisos en la física de la materia condensada". y tiene el potencial de lograr la misma precisión en simulaciones moleculares, ", Añade Lemeshko.