1998ko Kimikako Nobel Saria Kimika, laborategitik ordenadorera
Aurtengo Kimikako Nobel saria, Fisikakoa eta Medikuntzakoa bezala, Estatu Batuetara joan da, baina irabazleak ez dira estatubatuarrak, europarrak baizik: Walter Kohn austriarra da eta John A. Pople britainiarra.
Saridunak aitzindariak izan dira molekulen propietateen eta molekulen artean gertatzen diren prozesu kimikoen azterketa teorikoak egiteko kalkulu-metodoak garatzen eta horixe izan da Suediako Zientzien Errege Akademiak bi ikerlariei saria emateko arrazoia.
XX. mendearen hasieran fisika kuantikoaren garapenak aukera berriak ireki zituen egitura molekularra ulertzeko eta, horren bidez, molekulen propietateak eta beraien arteko elkarrekintzak kalkulatu ahal izateko. Baina aplikazio praktikoak urruti zeuden artean, ezinezkoa baitzen fisika kuantikoaren formulazio matematiko korapilotsuak hain sistema konplexu diren molekuletan erabiltzea. Gauzak aldatzen hasi ziren 1960ko hamarkadan, ordenadoreak ekuazio konplexuak ebazteko erabiltzen hasi zirenean; orduan, kimika kuantikoa hasi zen garatzen kimikaren adar berri gisa. Geroztik, adar horrek berebiziko garapena izan du eta kimikan benetako iraultza eragin du. Eta garapen horretan Walter Kohn eta John Pople-ren lanak funtsezkoak izan dira.
Walter Kohn-en lana guztiz teorikoa izan da: berak ezarri zituen atomoen arteko loturak deskribatzeko eredu matematikoa sinplifikatzeko eta errazteko oinarriak. Lehenago, molekulen propietateen kalkulu konbentzionala elektroiak banaka hartuta deskribatzean oinarritzen zen eta, horregatik, kalkuluak oso konplexuak ziren. W. Kohn-ek erakutsi zuen elektroiak banaka hartu beharrik ez zegoela, nahikoa zela espazioko edozein puntutan zegoen batez besteko elektroi-kopurua jakitea, dentsitate elektronikoa, alegia. Atomo eta molekulen edozein propietate dentsitate honen funtzioa (funtzionala, hobeto esanda) dela frogatu baitzen. Honi esker, atomo bat beste batekin molekulak sortzeko eta gero eta sistema konplexuagoak sortzeko zergatik elkartzen den hobeto ulertzeko urrats garrantzitsua eman zen.
Dentsitate funtzionalaren teoria deritzo berak garatu zuen bideari eta, horri esker, oso molekula konplexuak, atomo asko dituztenak alegia, askoz modu errazagoan azter daitezke. Horri esker, eta geroztik ikerlari askok W. Kohn-ek irekitako ildoari jarraitu diotelako, kalkulu-sistema findu eta garatu egin da eta gaur egun kimika kuantikoan gehien erabiltzen den kalkulu-tresnetakoa da.
1960ko hamarkadan Europan eta Estatu Batuetan ikerlari askok ekin zioten ordenadorearen erabilera zabaltzeari eta kalkulu-metodoak sortzeari. Arlo horretan John Pople goren mailan jarri beharrekoa da. Haren metodoei esker, molekulen propietateak eta molekulek erreakzio kimikoetan nolako elkarrekintzak dituzten teorikoki azter daitezke. Metodoak fisika kuantikoaren funtsezko legeetan oinarrituta daude.
Ordenadoreari molekula edo erreakzio kimiko jakin baten oinarrizko datuak ematen zaizkio eta ordenadoreak molekula horren propietateen deskripzioa itzultzen du edo erreakzio kimiko hori nola gertatzen den azaltzen du. Esperimentu-mota askoren emaitzak aurreikusteko balio du eta, gainera, esperimentu konplexu eta garestirik gabe, teorikoki eta fidagarritasun handiz aurreikus daitezke molekula askoren egitura eta propietateak.
J. Pople-k metodoa garatzeaz gainera, metodo hori erabiltzen duen aplikazio praktikoa diseinatu zuen, Gaussian ordenadore-programa alegia, mundu osoko ikerlariek erabil zezaten. Lehen bertsioa 1970ean kaleratu zen eta geroztik, azkena aurten bertan atera delarik, etengabe findu eta hobetuz joan da. 1990eko hamarkadaren hasieran Gaussian programak W. Kohn-en dentsitate funtzionalaren teoria inplementatu zuen, molekula gero eta konplexuagoak teorikoki analizatu ahal izateko bidea zabalduz. Gaur egun, milaka kimikarik erabiltzen dute programa hori mundu osoko unibertsitate eta kimika-enpresetan.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
