Reacciones Quimicas Imposibles

Reacciones químicas "imposibles" en el frío cósmico gracias a la mecánica cuántica

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Un grupo de químicos ha descubierto que una reacción que a bajas temperaturas es "imposible", en realidad sí se produce, y además de forma vigorosa, en el ambiente gélido de muchas regiones del cosmos. El hallazgo cambia de manera fundamental un capítulo de la química de la formación y destrucción de alcoholes en el espacio.

Para explicar lo que, mediante leyes físicas más corrientes, es imposible, los investigadores proponen que un fenómeno de la mecánica cuántica, conocido como "efecto de túnel cuántico", es el impulsor de la reacción química. Su sospecha se basa, entre otras cosas, en su hallazgo de que la velocidad a la que se produce la reacción es 50 veces mayor a 210 grados centígrados bajo cero que a temperatura ambiente.

La temperatura bajísima reinante en muchas regiones del espacio debería obstaculizar reacciones químicas como la mencionada, ya que no hay energía suficiente para reorganizar los enlaces químicos. Se ha sugerido anteriormente que los granos de polvo, presentes en las nubes interestelares, por ejemplo, son los que podrían ayudar a desencadenar esas reacciones químicas.

La idea es que los granos de polvo actúan para esas reacciones químicas "imposibles" como un punto intermedio, a modo de aeropuerto donde un avión puede hacer escala para completar un viaje más largo que el permitido por su autonomía de vuelo. Los granos permiten así que ocurran dichas reacciones químicas, con los ingredientes para las sustancias complejas “aferrados” a la superficie sólida. Sin embargo, el año pasado, una sustancia altamente reactiva, conocida como radical metoxilo, fue detectada en el espacio y su formación no puede explicarse de esta manera.

El equipo del químico Dwayne Heard, de la Universidad de Leeds en el Reino Unido, parece que ha encontrado la solución a este enigma. La clave está en la mecánica cuántica.

Parece ser que la mecánica cuántica permite que en el frío cósmico se produzcan reacciones químicas que mediante las leyes clásicas de la física y la química deberían ser imposibles a tan bajas temperaturas. (Imagen: Recreación artística de Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

Las reacciones químicas se vuelven más lentas cuando las temperaturas disminuyen, ya que hay menos energía para traspasar el umbral de lo que se conoce como "energía de activación". Sin embargo, la mecánica cuántica nos dice que es posible pasar al "otro lado" sin tener que cruzar por ese umbral. La situación es parecida a excavar un túnel a través de una montaña para pasar al otro lado en vez de escalar hasta su cima y luego descender por la ladera opuesta. Este fenómeno se llama "efecto de túnel cuántico".

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