Entrelazamiento cuántico y propiedades de respuesta molecular

Autores
Bajac, Daniel Fernando Esteban
Año de publicación
2026
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión aceptada
Colaborador/a o director/a de tesis
Aucar, Gustavo Adolfo
Descripción
Fil: Bajac, Daniel Fernando Esteban. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina.
Fil: Aucar, Gustavo Adolfo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina.
El entrelazamiento es una propiedad intrínseca de la mecánica cuántica que describe una correlación entre sistemas cuánticos y que no tiene análogo clásico. En general, si dos partículas están entrelazadas, incluso si están físicamente separadas por una gran distancia, se comportan en algunos aspectos como una sola entidad en lugar de como dos entidades separadas. La naturaleza entrelazada de la mecánica cuántica ha desempeñado un papel central tanto en los fundamentos de la teoría como en el desarrollo de tecnologías cuánticas, tales como la criptografía, la teletransportación y la computación cuántica. Asimismo, el entrelazamiento se ha convertido en una herramienta clave en la química cuántica, donde medidas como la entropía de entrelazamiento orbital permiten cuantificar la correlación electrónica y analizar procesos químicos complejos. En el ámbito de las propiedades de respuesta molecular, desde el año 2008 se ha propuesto en el grupo de física atómica y molecular de FaCENA-UNNE, y publicado en revistas de difusión internacional, la hipótesis de un nuevo tipo de entrelazamiento cuántico existente entre las excitaciones virtuales de orbitales moleculares (OMs) que surgen naturalmente en un sistema molecular. Posteriormente, en el marco de la teoría de propagadores de polarización —empleada para el cálculo preciso de propiedades de respuesta y el análisis de los fenómenos físicos subyacentes—, Aucar y Millan postularon una matriz densidad que permitió cuantificar por primera vez el entrelazamiento entre dichas excitaciones virtuales. Las primeras aplicaciones se centraron en establecer una relación entre la correlación cuántica y la dependencia angular del acoplamiento indirecto J, consistente con la regla de Karplus, al estudiar el término de contacto de Fermi en la molécula de peróxido de hidrógeno dentro del primer nivel de aproximación en la inclusión de correlación electrónica o RPA. Sin embargo, esta correspondencia no se mantuvo inicialmente en sistemas más complejos, como el etano. Mediante la presente tesis doctoral se han extendido los alcances del uso de la matriz densidad adecuada para los propagadores de polarización, adaptando su formulación al caso donde las perturbaciones externas provienen de mecanismos independientes del espín electrónico, así como a diferentes niveles de aproximación que incorporan efectos de correlación electrónica más allá del nivel RPA (del inglés random phase approximation). A su vez, se ha analizado sistemas moleculares más complejos en los que el acoplamiento indirecto J se transmite tanto a través de enlaces covalentes como a través del espacio, y se ha estudiado el decaimiento del entrelazamiento cuántico con la distancia bajo distintas conformaciones estructurales.
Materia
Entrelazamiento cuántico
Propiedades de respuesta molecular
Orbitales moleculares
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repositorio
Repositorio Institucional de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE)
Institución
Universidad Nacional del Nordeste
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El entrelazamiento es una propiedad intrínseca de la mecánica cuántica que describe una correlación entre sistemas cuánticos y que no tiene análogo clásico. En general, si dos partículas están entrelazadas, incluso si están físicamente separadas por una gran distancia, se comportan en algunos aspectos como una sola entidad en lugar de como dos entidades separadas. La naturaleza entrelazada de la mecánica cuántica ha desempeñado un papel central tanto en los fundamentos de la teoría como en el desarrollo de tecnologías cuánticas, tales como la criptografía, la teletransportación y la computación cuántica. Asimismo, el entrelazamiento se ha convertido en una herramienta clave en la química cuántica, donde medidas como la entropía de entrelazamiento orbital permiten cuantificar la correlación electrónica y analizar procesos químicos complejos. En el ámbito de las propiedades de respuesta molecular, desde el año 2008 se ha propuesto en el grupo de física atómica y molecular de FaCENA-UNNE, y publicado en revistas de difusión internacional, la hipótesis de un nuevo tipo de entrelazamiento cuántico existente entre las excitaciones virtuales de orbitales moleculares (OMs) que surgen naturalmente en un sistema molecular. Posteriormente, en el marco de la teoría de propagadores de polarización —empleada para el cálculo preciso de propiedades de respuesta y el análisis de los fenómenos físicos subyacentes—, Aucar y Millan postularon una matriz densidad que permitió cuantificar por primera vez el entrelazamiento entre dichas excitaciones virtuales. Las primeras aplicaciones se centraron en establecer una relación entre la correlación cuántica y la dependencia angular del acoplamiento indirecto J, consistente con la regla de Karplus, al estudiar el término de contacto de Fermi en la molécula de peróxido de hidrógeno dentro del primer nivel de aproximación en la inclusión de correlación electrónica o RPA. Sin embargo, esta correspondencia no se mantuvo inicialmente en sistemas más complejos, como el etano. Mediante la presente tesis doctoral se han extendido los alcances del uso de la matriz densidad adecuada para los propagadores de polarización, adaptando su formulación al caso donde las perturbaciones externas provienen de mecanismos independientes del espín electrónico, así como a diferentes niveles de aproximación que incorporan efectos de correlación electrónica más allá del nivel RPA (del inglés random phase approximation). A su vez, se ha analizado sistemas moleculares más complejos en los que el acoplamiento indirecto J se transmite tanto a través de enlaces covalentes como a través del espacio, y se ha estudiado el decaimiento del entrelazamiento cuántico con la distancia bajo distintas conformaciones estructurales.
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