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Lo strano legame tra lo Sferio e l'Elio
Lo sferio è la strana sostanza ipotetica che si forma quando due elettroni sono confinati sulla superficie di una sfera.
Questa sostanza è il cervello di Pierre-Francois Loos e Peter Gill dell'Australian National University di Canberra, che hanno rivelato per la prima volta l'anno scorso. Oggi continuano la loro esplorazione delle sue proprietà e del suo comportamento e presentano un'interessante sorpresa.
Spherium, dicono, è uno dei pochi sistemi quantistici per i quali è possibile risolvere esattamente l'equazione di Schrodinger che descrive il suo stato per una certa parte dello spettro energetico. Ma non è questa la sorpresa.
I semplici modelli risolvibili sono di grande interesse per i fisici perché possono rivelare importanti proprietà di un sistema quantistico senza l'intrattabile complessità matematica che di solito si presenta. Ma il numero di sistemi quantistici esattamente risolvibili si può contare sulle dita di una mano.
Quindi, negli ultimi anni, i fisici quantistici hanno cercato i cosiddetti modelli quasi-risolvibili che possono essere risolti esattamente ma solo su una parte limitata dello spettro energetico. Questi risultano essere più numerosi e quindi più utili. Svilupparli si è trasformato in un'arte.
Spherium rientra in questa categoria. E Loos e Gill non significano nessuna vecchia sfera. Hanno elaborato le proprietà di varie sfere dimensionali d (una sfera d è la superficie di una sfera dimensionale d+1).
La sorpresa è che gli elettroni confinati sulla superficie di una sfera 3-D (cioè sulla superficie di una palla 4-D) si comportano in modo notevolmente simile agli elettroni confinati nello spazio 3D reale. Abbiamo quindi sostenuto che il 3-sferio potrebbe essere il modello più appropriato per studiare i sistemi atomici o molecolari reali, affermano Loos e Gill.
Indicano, in particolare, la somiglianza tra le proprietà degli ioni 3-sferio e elio. In un certo senso non è troppo difficile da immaginare. Chiaramente la speranza è che lo spherium li aiuti a capire anche altri sistemi.
È interessante e pieno di un certo tipo di promessa. Ciò a cui Loos e Gill sembrano suggerire è che la chimica dello sferio, il modo in cui si lega, fornirà un nuovo modo per studiare il comportamento quantistico delle molecole reali e degli atomi artificiali.
E se lo fa, allora chi può dire che non esiste una tavola periodica di sfere con 3, 4 e più elettroni che potrebbe anche produrre risultati quasi risolvibili? La chimica quantistica potrebbe non essere più la stessa. Immagino che Loos e Gill lavoreranno febbrilmente per farcelo sapere.
Rif: arxiv.org/abs/1004.3641 : Stati eccitati di Spherium