p Os complexos de metal mostram um comportamento fascinante em suas interações com a luz, que, por exemplo, é utilizado em diodos emissores de luz orgânicos, células solares, computadores quânticos, ou mesmo na terapia do câncer. Em muitos desses aplicativos, o spin do elétron, uma espécie de rotação inerente dos elétrons, Tem um papel importante. Recentemente, os químicos Sebastian Mai e Leticia González, da Faculdade de Química da Universidade de Viena, conseguiram simular os processos de spin flip extremamente rápidos que são desencadeados pela absorção de luz de complexos metálicos. O estudo está publicado na revista Ciência Química . p Quando uma molécula é atingida pela luz, em muitos casos, é iniciada a chamada reação "fotoinduzida". Isso pode ser pensado como a interação do movimento do elétron e do movimento nuclear. Primeiro, a absorção da luz energeticamente "excita" os elétrons, o que, por exemplo, pode enfraquecer alguns dos laços. Subseqüentemente, os núcleos muito mais pesados ​​começam a se mover. Se, posteriormente, os núcleos assumirem uma constelação favorável entre si, os elétrons podem mudar de uma órbita para outra. Controlado pelo efeito físico do "acoplamento spin-órbita", o spin do elétron pode virar no mesmo momento.

p Essa interação de movimento é a razão pela qual os processos spin-flip em moléculas normalmente demoram muito. Contudo, simulações de computador mostraram que este não é o caso em alguns complexos metálicos. Por exemplo, no complexo de rênio examinado, o processo de spin-flip já ocorre dentro de dez femtossegundos, mesmo que neste curto espaço de tempo os núcleos estejam virtualmente estacionários - mesmo a luz se move apenas três milésimos de milímetro neste período. Este conhecimento é particularmente útil para o controle preciso dos spins do elétron, Como, por exemplo., em computadores quânticos.

p A investigação é baseada no enorme poder do computador

p Uma das maiores dificuldades durante a investigação foi a enorme capacidade do computador necessária para as simulações. Embora para pequenas moléculas orgânicas seja possível hoje em dia realizar simulações muito precisas já com uma quantidade modesta de esforço computacional, complexos de metal apresentam um desafio muito maior.

p Entre outros motivos, isso é devido ao grande número de átomos, elétrons, e moléculas de solvente que precisam ser incluídas nas simulações, mas também porque o spin do elétron só pode ser descrito com precisão com equações da teoria da relatividade. Completamente, os cientistas do Instituto de Química Teórica gastaram quase um milhão de horas de computador no supercomputador austríaco "Vienna Scientific Cluster" durante seu estudo. Isso é equivalente a cerca de 100 anos de uso do computador em um computador pessoal típico.