Origen electrónico del dia- y el para- magnetismo: Una visión desde la mecánica cuántica relativista diferente a la tradicional

Abstract

Desde un punto de vista teórico y no relativista, la contribución diamagnética a las propiedades magnéticas moleculares proviene de un término en H que es proporcional a A2. Estas contribuciones se obtienen como correcciones a primer orden en la energía debido a un hamiltoniano perturbativo que depende de dos parámetros "externos". Las correspondientes contribuciones paramagnéticas provienen de correcciones a segundo orden. Hace pocos años se demostró que esta división básica es arbitraria como tal. En realidad es un concepto ligado a una descripción no relativista de sistemas electrónicos ligados. Al expresar las propiedades magnéticas moleculares dentro de una descripción completamente relativista no se pueden separar sus contribuciones en este tipo de términos. Sólo a partir de una aproximación en la que se desprecian las mezclas de excitaciones electrónicas y positrónicas se logra finalmente (de manera formal y numérica) obtener dos tipos de contribuciones. Sin embargo esta última aproximación ha demostrado no ser adecuada cuando los átomos intervinientes son muy pesados [G. A. Aucar, T. Saue, L. Visscher y H. J. Aa. Jensen, J. Chem. Phys. 110, 6208 (1999); W. Kutzelnigg, Phys. Rev. A 67, 32109 (2003); J. Vaara y P. Pyykkö, J. Chem. Phys. 118, 2973 (2003)]. En esta presentación vamos a discutir conceptos novedosos que se incorporan a la descripción de las propiedades magnéticas moleculares cuando se las describe dentro del régimen relativista. Mostraremos que toda la contribución "diamagnética" proviene de un intervalo definido y acotado de excitaciones hacia estados electrónicos de energías negativas. Es esta una propiedad universal que no depende del sistema molecular estudiado.