Química cuántica de moléculas aisladas: el par aproximación/idealización en química moderna

JUAN CAMILO MARTÍNEZ GONZÁLEZ; HERNÁN ACCORINTI

Florianopolis

Congreso; 10th Principia International Symposium - The Construction of Experience; 2017

Federal University of Santa Catarina, UFSC, Brazil

Los constructos teóricos utilizados en la práctica científica para explicar o representar sistemas target presentan una cualidad sin la cual serían ineficaces. Ante las múltiples variables tanto los modelos como las leyes de una teoría se instituyen como una simplificación de algo complejo con el propósito de generar entendimiento respecto del objeto de estudio. Sin embargo, este proceso de simplificación, aun siendo esencial en tanto que posibilita el cálculo y las inferencias predictivas, abona el terreno para controversias filosóficas en torno a los fundamentos de la representación (ver Cartwrigth 1983). La literatura especializada (Frigg 2002; Suárez 2003) aborda esta problemática preguntándose por cómo es posible que las denominadas ?falsas representaciones? que se generan como producto de idealizaciones, puedan constituirse como fuente de conocimiento.Un primer tipo de idealización son las comúnmente denominadas idealizaciones galileanas (McMullin 1985; Weisberg 2013). En ellas, se eliminan variables para poder realizar cálculos que nos provean cierta información sobre el sistema. Lo que resulta característico de este tipo de idealizaciones es que no sólo proveen información consistente respecto al fenómeno sino que no presentan contradicciones con la teoría a partir de la cual se erigen los modelos. Es precisamente por tales motivos que la expectativa generada es que en el caso que fuera conveniente o productivo se podría llegar a des-idealizar el modelo. El elemento central en la descripción cuántica de una molécula es la aproximación de Born-Oppenheimer (1927) (ABO). Esta estrategia se basa en la posibilidad de tratar al núcleo atómico como una partícula clásica en reposo con una posición definida. En el hamiltoniano resultante de esta fijación del núcleo en el espacio, la estructura de una molécula es descrita por las posiciones de los núcleos atómicos. Sin embargo, desde el punto de vista de las leyes que aproxima la ABO, se contradice uno de las consecuencias formales de la teoría: el principio de incerteza de Heisenberg al permitir al núcleo atómico tener dos observables bien definidos que no conmutan (ver Hendry 1998, 2010; Woolley y Sutcliffe 1977).Nos proponemos considerar y explicar las razones por las cuales la ABO no podría se asimilada al primer tipo de idealizaciones. En primer lugar, la ABO no sólo contradice los postulados de la teoría sino que además no es posible des-idealizar al modelo tratándolo sin la aproximación. De hecho, la ABO se introduce para dar una solución aproximada a lo ecuación de Schrödinger que no tiene solución analítica para sistemas polinucleares. En este sentido eliminar la idealización es eliminar su capacidad explicativa. En segunda instancia, pondremos de manifiesto que a pesar de llamarse ?aproximación? no lo es en un sentido literal. La justificación para postular al núcleo como fijo es afirmar que como la masa del núcleo es infinitamente más grande que la del electrón su velocidad relativa será práctica o aproximadamente cero. Pero el asunto es que no sólo ésta es una intuición clásica que no tiene por qué funcionar en un ámbito cuántico, sino que en cuántica no es menor la diferencia entre cero o aproximadamente cero ya que ello puede dar lugar a dos sistemas radicalmente distintos.