IAFE   05512
INSTITUTO DE ASTRONOMIA Y FISICA DEL ESPACIO
Unidad Ejecutora - UE
artículos
Título:
La relación entre química y física: isomerismo óptico y la paradoja de Hund
Autor/es:
SEBASTIAN FORTIN; JUAN CAMILO MARTÍNEZ GONZÁLEZ
Revista:
Revista Colombiana de Filosofía de la Ciencia
Editorial:
Universidad El Bosque
Referencias:
Lugar: Bogotá; Año: 2013 vol. 13 p. 199 - 224
ISSN:
0124-4620
Resumen:
La relación entre química y física ha sido uno de los tópicos fundamentales de la filosofía de la química desde sus inicios en la década de 1990. En este marco, los vínculos entre ambas disciplinas han sido explorados con gran detalle desde diferentes perspectivas. A pesar de ello, no existe aún acuerdo entre los especialistas respecto de cuál es la relación interteórica que mejor describe los vínculos entre teorías provenientes de la química y la física.Con la aplicación de las leyes de la mecánica cuántica a sistemas químicos en 1927, se instauró el programa reduccionista en el campo de la química. En el famoso párrafo introductorio de su artículo de 1929, Paul Dirac describía con gran detalle la hoja de ruta a seguir dentro de lo que posteriormente se conocería como química cuántica: ?La teoría general de la mecánica cuántica está ahora casi completa, las imperfecciones todavía permanecen en conexión con la adaptación exacta de la teoría a las ideas relativistas [?] las leyes físicas subyacentes necesarias para la teoría matemática de una gran parte de la física y la totalidad de la química son completamente conocidas y la dificultad sólo reside en que la aplicación exacta de esas leyes conduce a ecuaciones demasiado complicadas para ser resolubles. Por lo tanto es deseable que se desarrollen métodos prácticos aproximados de aplicar la mecánica cuántica, los cuales puedan conducir a una explicación de las principales características de sistemas atómicos complejos sin demasiados cálculos?. En este nuevo espacio teórico se intenta utilizar de manera explícita el marco conceptual de la mecánica cuántica para explicar hechos químicos. De este modo, la química cuántica se presenta como uno de los mejores casos para estudiar relaciones interteóricas, ya que se utilizan teorías y conceptos provenientes de las dos disciplinas vinculadas.En particular, los métodos prácticos aproximados a los que Dirac se refiere constituyen el dominio donde la discusión acerca de la reducción cobra su mayor relevancia. En efecto, la aplicación de las leyes de la mecánica cuántica a sistemas químicos exige una serie de aproximaciones que conforman el núcleo central de la química cuántica. Por ejemplo, estrategias como la aproximación Born-Oppenheimer o los modelos de Enlace de Valencia y de Orbitales Moleculares permiten desarrollar formalismos que hacen posible la explicación fenómenos químicos en el marco de la mecánica cuántica. No obstante, estas estrategias aproximativas no cumplen los requisitos de la reducción nageliana (1961): para la aplicación de las leyes de la mecánica cuántica a sistemas moleculares es necesario agregar tanto conceptos químicos cualitativos acerca de los átomos y las moléculas como información empírica proveniente del ámbito propio de la química. En otras palabras, la obtención de conocimiento químico a partir de la mecánica cuántica no es posible sin la introducción de datos específicamente químicos.En el presente trabajo abordaremos el problema de la relación entre química y física focalizándonos en el problema del isomerismo óptico y la llamada ?paradoja de Hund?. Para ello comenzaremos por contextualizar el problema en el marco de las discusiones acerca de la posibilidad de explicar la estructura molecular en términos cuánticos. A continuación, consideraremos el problema particular de los isómeros, concentrándonos en el caso de los isómeros ópticos con su particular propiedad de quiralidad. Esto nos permitirá luego introducir de un modo detallado la paradoja de Hund, que apunta a la dificultad de dar cuenta de la quiralidad mediante la mecánica cuántica. Sobre esta base, se presentará la solución propuesta desde la teoría de la decoherencia. Finalmente, cuestionaremos esta solución sobre la base de una interpretación precisa del concepto de decoherencia y argumentaremos que una respuesta satisfactoria a la paradoja de Hund sólo puede brindarse desde una adecuada interpretación de la mecánica cuántica, que logre sortear los desafíos conceptuales de la teoría.