Científicos israelíes han logrado un avance significativo que redefine la comprensión de la dinámica de los sistemas moleculares. Investigadores de la Universidad Ben-Gurion, en colaboración estrecha con el Instituto Tecnológico Technion, identificaron una molécula con la capacidad de alternar de manera extraordinariamente rápida entre los estados aromático y antiaromático. Este fenómeno está regido por los principios fundamentales del tunelamiento cuántico y promete un gran potencial para el desarrollo futuro de la ciencia de materiales y la electrónica molecular.
El objeto central de este estudio fue la molécula conocida como dinafto-[2,1-a: 1,2-f]pentaleno. Su estructura fundamental se compone de un núcleo de pentaleno unido a una doble estructura anular. Los cálculos realizados revelaron una notable asimetría en su arquitectura electrónica: mientras que uno de los anillos exhibe propiedades aromáticas, el otro manifiesta características antiaromáticas. Es precisamente esta contradicción estructural interna la que facilita que el sistema ejecute transiciones ultrarrápidas entre sus formas mediante el proceso de tunelamiento cuántico.
Los datos cruciales derivados de la investigación señalan una velocidad excepcional en el tunelamiento de los átomos de carbono. Sebastian Kozuch, el investigador principal del proyecto, atribuyó esta celeridad a la estrechez de la barrera energética. Explicó que un tunelamiento tan vertiginoso constituye un fenómeno poco común, observado únicamente en este y en algunos otros tipos de reacciones químicas. En esencia, la molécula existe en un estado de superposición, comportándose simultáneamente como aromática y antiaromática, lo cual establece un paralelismo directo con el famoso experimento mental del gato de Schrödinger.
Tradicionalmente, las estructuras aromáticas, como el benceno, son consideradas altamente estables, mientras que las antiaromáticas, como el pentaleno, se distinguen por su inestabilidad. En el ámbito científico, han surgido discusiones respecto a la naturaleza precisa del segundo estado. Por ejemplo, Miquel Solà sugirió que los índices podrían estar indicando un estado no aromático, en lugar de uno verdaderamente antiaromático. No obstante, Kozuch concluyó que el simple hecho de observar el cambio de aromaticidad entre las formas representa un resultado científico de gran trascendencia, independientemente de las discrepancias terminológicas sobre la clasificación exacta.
La comprensión de los efectos cuánticos en la química, incluyendo el tunelamiento (donde una partícula atraviesa una barrera sin la energía clásica suficiente), continúa expandiéndose y abriendo nuevas fronteras. Este descubrimiento allana el camino para la creación de materiales avanzados con propiedades electrónicas ajustables a voluntad. Kozuch también planteó la posibilidad de recrear experimentalmente este estado de superposición en fase gaseosa, bajo condiciones de presión y temperatura reducidas, lo que promete abrir nuevos horizontes para el progreso tecnológico y la investigación fundamental en la química cuántica.