Químico soluciona problema de 50 anos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/12/2004

O químico quântico David Mazziotti, da Universidade de Chicago, Estados Unidos, propôs uma nova ferramenta de pesquisa que poderá ajudar os cientistas a resolver problemas mais complexos e mais rapidamente em áreas como a química atmosférica, a combustão, a supercondutividade e em qualquer outra experiência na qual os elétrons desempenhem um papel fundamental.

A chave para se saber se uma reação química ocorrerá ou não está na descrição detalhada das posições dos elétrons nas moléculas envolvidas. Até agora, os cientistas acreditavam que era necessário tentar representar o movimento de todos os elétrons na molécula - uma tarefa gigantesca que requer um enorme poder computacional. "Apenas uma única molécula de água tem 10 elétrons," explica Mazziotti.

Mas, em 1.950, o cientista alemão Arnold Sommerfeld teorizou que seria possível calcular as propriedades eletrônicas de uma molécula de forma precisa e mais eficiente utilizando-se apenas um par de elétrons.

Mazzioti compara a façanha com a montagem de uma planta arquitetônica, que representa em duas dimensões uma estrutura que será construída em três dimensões.

"Nós estamos em uma fase pioneira, de forma que ainda não podemos sair e resolver todos esses problemas já," acautela-se ele. "Mas com o novo método nós podemos fazer química que não pode ser feita de outro modo."

Um arquiteto segue certas regras para garantir que o construtor possa traduzir um desenho bidimensional na estrutura tridimensional. "Da mesma forma, átomos e moléculas consistem de muitos elétrons, mas há uma forma de representar todos os elétrons rigorosamente com apenas dois elétrons. Certas regras têm que ser seguidas para garantir que o "desenho" de dois elétrons da molécula represente com precisão todos os elétrons daquele átomo ou molécula," explicou Mazziotti.

O artigo que o Dr. Mazziotti publicou nesta semana no periódico Physical Review Letters realiza esse sonho de 50 anos dos cientistas. Ele conseguir construir esse conjunto de regras para a descrição precisa dos vários elétrons de uma molécula ou átomo utilizando apenas dois deles.

Essas regras reduzem dramaticamente a quantidade de tempo de computação e memória necessária para se calcular as propriedades eletrônicas de uma molécula. Cálculos que exigiam supercomputadores já podem agora ser feitos em um computador de mesa.

Uma versão mais detalhada da pesquisa será publicada no exemplar de Dezembro do Journal of Chemical Physics.