Un estudio dirigido por catedrático de la UPV/EHU demuestra que se pueden predecir los efectos de fotones en materiales

En un comunicado, fuentes de la UPV/EHU han explicado que científicos del Instituto Max-Planck para la estructura y dinámica de la Materia (MPSD), dirigidos por el catedrático Ángel Rubio, del departamento de Física de Materiales de la UPV/EHU y director del departamento de Teoría de la MPSD, han demostrado cómo pueden incluirse adecuadamente los efectos de los fotones en estos cálculos.

Según han señalado, “este estudio abre la posibilidad de predecir y controlar el cambio de las propiedades de los materiales debido a la interacción con los fotones desde los principios fundamentales”.

Las interacciones de los elementos básicos de los átomos, moléculas y sólidos son los núcleos, con carga positiva, y los electrones, cargados negativamente, determinan la mayoría de las propiedades físicas y químicas de la materia, y se rigen por leyes de la electrodinámica cuántica (QED), en la que las partículas interactúan mediante el intercambio de fotones, que son los cuantos de luz.

Las ecuaciones de la QED son tan complejas que en la práctica los científicos tienen que simplificarlas. En este sentido, desde la UPV/EHU explican que “una simplificación muy común en química cuántica y física del estado sólido es despreciar la naturaleza cuántica de la luz”.

El equipo de Rubio ha desarrollado un método teórico que también incluye la interacción con los fotones. Los autores de esta investigación, publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, ha demostrado que esta aproximación puede describir exactamente la dinámica de un electrón que está atrapado en una superficie y que interactúa fuertemente con fotones.

“Este estudio proporciona una nueva forma de controlar y alterar las reacciones químicas en los sistemas complejos, tales como biomoléculas, y diseñar nuevos estados de materia”, ha indicado Rubio.