En las ultimas décadas se han desarrollado técnicas experimentales que han hecho posible la producción y manipulación de antipartículas a energías extremadamente bajas. Una rica nueva ciencia que involucra la física y la química ha surgido de la interacción antipartículas de baja energía tales como antiprotones, muones y positrones con electrones, átomos y moléculas.
En el caso del positrón se han logrado grandes avances tales como la formación del par electrón-positrón también conocido como positronio (Ps), la molécula Ps2, y la unión de positrones a átomos y moléculas. Desde el punto de vista químico, uno de los aspectos mas fascinantes de la interacción materia-antimateria es la formación de compuestos positronicos, es decir, de estados enlazantes formados por la unión de positrones a átomos ordinarios y moléculas.
A pesar de ser inestables cineticamente debido a la aniquilación de pares, estos son energeticamente estables por 10e-2 -- 10e0 eV, como lo indican las simulaciones computacionales y la observación excitaciones vibracionales con corrimiento al rojo en medidas de tasa de aniquilación.
Cerca de 60 moléculas positronicas se han producido a la fecha con tiempos de vida media de alrededor de 10e-9 segundos. La estabilidad energética de estos compuestos se ha estimado por cálculos computacionales precisos realizados por muchos grupos incluyendo el nuestro. Estas simulaciones han confirmado que el positrón se une a regiones especificas de la molécula con una unión que se asemeja a la de un electrón de Rydberg.
Nuestro interés fundamental se centra en estudiar la posibilidad de formar especies moleculares unidas por positrones. Cálculos computacionales preliminares al nivel de teoria Hartree-Fock HF) llevados a cabo en nuestro grupo han mostrado que el sistema repulsivo formado por dos aniones H- puede ser mantenido en un estado energeticamente estable por un positrón para llegar a la formación del sistema e+[H-]_2.
Estos cálculos preliminares han probado que el orbital positronico en el sistema e+[H-]_2 no yace en la periferia molecular, como se ha observado sistemáticamente en sistemas positronicos, sino que manifiesta la formación de un nuevo tipo de enlace ''el enlace covalente positronico''.
El propósito de esta investigación es analizar la unión de ese sistema a niveles de teoría superior al HF como MP2 (Moeller-Plesset de segundo orden), CCSD (coupled cluster single doubles), CISD (configuration interaction singles, doubles), CISDT (configuration interaction singles, doubles, triples), CISDTQ (configuration interaction singles, doubles, triples, quadrupoles) y FCI (full configuration interaction) en el marco de la teoría APMO (Any-particle molecular orbital) desarrolla en nuestro grupo de investigación. Los resultados de estos cálculos nos permitirán confirmar teóricamente que la formación de un enlace positronico es factible desde un punto de vista energético. Adicionalmente analizaremos las propiedades topologicas de las distribuciones electrónicas y positronicas para confirmar la formacion del enlace covalente positronico.
De igual manera esperamos analizar la posibilidad de formación de enlaces positronicos en sistemas XYe+ con X,Y= F-, Cl-, Br-, I-. la estabilidad energética de estos sistemas se investigara a niveles de teoría HF, MP, CISD. |