Il 20 Set 2007, 20:51, Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it> ha scritto:
> Soviet_Mario ha scritto:
> Hai capito benissimo, nella misura in cui potevi capire :-))
> E nel proporti la sconvolgente affermazione avevo proprio in mente
> "una molecola polare come HCl" :-))
>
> Il fatto e' che io so benissimo come tu pensi a quella molecola: due
> nuclei, con le loro nuvolette eletroniche piu' o meno compenetrate.
> I nuclei stanno a una distanza circa fissa (vibrazioni a parte) e la
> distribuzione di carica dell anuvola elettronica e' "polare", co piu'
> elettroni dal lato Cl e meno dal lato H, da cui il momento di dipolo
> elettrico.
> Poi magari ti ricorderai anche che la molecola puo' ruotare, per cui
> ruotera' anche il dipolo, e sarai forse disposto ad ammettere che
> abbia valor medio nullo *nel tempo*, ma non piu' di questo...
Mi sembra il caso di citare un articolo che dovrebbe mitigare
un attimo la drammaticit� del momento :-))) Erich Joos si
occupa degli effetti dei diversi tipi di ambiente su piccoli
sistemi quantistici. In questo caso � interessato all'ambiente
pi� semplice che una molecola si porta appresso, il campo
elettromagnetico. Sceglie un esempio: le molecole chirali.
E fa un'approssimazione chemical: l'approssimazione di
Born Oppenheimer: i nuclei cio� sono oggetti quantici che
si muovono in un potenziale generato dagli elettroni intesi
come adiabaticamente disaccoppiati dai gradi di libert� nucleari.
Nota ora che sia il fondamentale che il
primo eccitato per i nuclei nel potenziale descritto dagli
elettroni sono funzioni a chiralit� nulla. Mentre le combinazioni
lineari no, hanno chiralit� definita e non sono stazionarie. Ovvero
le configurazioni a chiralit� definita non sono stazionarie.
Come mai? Basta pensare a due buchette di potenziale vicine.
La funzione d'onda del fondamentale � pari, quella del primo
eccitato � dispari. La somma fra le due � concentrata su una
emibuca, la differenza sull'altra emibuca e non � autostato dell'energia.
Le molecole dovrebbero quindi essere oggetti che non occorrono
in natura con una qualche forma definita, abbastanza in contrasto
con quanto � creduto in chimica. Perch� questo molecole non
producono, almento di tanto in tanto autostati dell'energia come
sarebbe naturale per dei micro-oggetti? Perch� la chiralit� � una
propriet� stabile, capace di sopravvivere alle reazioni chimiche?
A questo punto interviene Hund:
" perci� se una molecola ammette due diverse
configurazioni nucleari una immagine speculare dell'altra,
lo stato stazionario non corrisponde al moto intorno ad una
configurazione di equilibrio. Piuttosto, ogni stato stazionario
� composto di configurazioni destrorse e sinistrorse in uguali
proporzioni. Il fatto che la configurazione destrorsa o sinistrorsa
non � uno stato quantistico potrebbe apparire in contrasto
con l'esistenza di isomeri ottici".
Hund usc� dall'empasse osservando che le misure di posizione
localizzano il sistema. Oggi esistono almeno tre tipi di spiegazione.
I
il campo elettromagnetico causa una trasizione di fase per stati quasi
degeneri,
(ad esempio i modelli spin-bosoni). per via degli infiniti gradi di
libert� del campo elettromagnetico potrebbero guidare ad una
rottura spontanea di simmetria.
Qui joos aggiunge poi il commento: � una questione aperta se
tali regole di selezione (che lui dice di superselezione) indotte
dal campo esistano davvero. E notate che questi modelli sono
totalmente tempo simmetrici, in contrasto con la decoerenza,
dove le regole di superselezione derivano da processi temporalmente
diretti.
II
la violazione di parit� dovuta alle interazioni deboli potrebbe forzare
gli stati chirali ad essere autostati, comunque questo non spiega
perch� la sovrapposizione non occorra.
III
Finalmente, l'influenza dell'ambiente sulla molecola, per esempio
lo scattering con altre molecole potrebbe guidare all'osservazione
di comportamenti semi-classici.
> Il fatto che e' in uno stato stazionario la molecola *non ruota* e la
> direzione che unisce i due nuclei *non e' definita*, ma ha una distr.
> di prob. uniforme.
> Per cui il momento di dipolo (inteso come valore medio calcolato su
> uno stato stazionario, ripeto) e' esattamente zero.
Mi chiedo se l'approssimazione di Born-Oppenheimer sia
un valido presupposto. Anche assumere due soli livelli
� un poco rischioso perch� in verit� la concomitanza di
pi� livelli potrebbe stabilizzare gli stati chirali. Il meccanismo
di stabilizzazione potrebbe essere di tipo termodinamico. Cio�
quello che immagino � che una sovrapposizione di stati
che oscilla meno fra i due stati chirali sarebbe anche una
configurazione che irragia meno ed in tal senso sopravviverebbe,
come per "selezione naturale".
Facciamo un esempio tratto dalla meccanica: in tenda
ho una torcia che tengo legata con un filo al soffitto.
Quando metto in oscillazione questa torcia elettrica dando
un calcetto da subbuteo, con il dito, noto che questa inizialmente oscilla
come un doppio pendolo, ma dopo un poco le oscillazioni
pi� veloci si "scaricano" e residuano solamente oscillazioni
pi� lente che avvengono come se la torcia ed il filo formassero
un pendolo semplice. Certo rimarrebbe il problema di capire
perch� una collisione non dovrebbe cambiare la chiralit� della
molecola. D'altra parte che convenienza entropica potrebbe
avere la molecola ad andare controcorrente? Cio� in effetti
sembra anche a me che occorra pensare all'effetto stabilizzante
di altre molecole con la stessa chiralit�, o comunque ad una
chiralit� relativa ad altre molecole chirali di tipo differente.
Una discussione la fa Prigogine nel suo bel libro descrivendo
la dominanza chirale come un processo di stabilit� di stati stazionari
di non equilibrio, in cui la chiralit� opposta � sfavorita.
> >> Ora dovrei forse dare inizio a una "ars construens", ossia come
> Bello! Mi capita spesso di lasciare la "p" nella tastiera.
> questa volta il risultato e' stato che "pars" e' diventato "ars", che
> e' quasi piu' profondo :-))
>
>
> --
> Elio Fabri
>
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Received on Sat Sep 22 2007 - 17:22:26 CEST