Antonio Cebreiro

a man in a suit and tie is giving a thank you gesture ALT: a man in a suit and tie is giving a thank you gesture

Gracias por llegar hasta aquí. La ciencia no solo se hace en laboratorios: también se piensa, se modela y sobre todo, ¡se comparte!

¡Ojalá este hilo te haya acercado un poco más al fascinante mundo de la magnetismo molecular! ⚛️🧲 🔗

Si alguna vez te preguntaste cómo se diseñan moléculas “inteligentes” para usarse en chips, en medicina o en investigación… La respuesta empieza por entender su matriz g.

En resumen:

📚 Mi tesis se centra en predecir el comportamiento magnético de moléculas con gran precisión.
⚛️ Usamos teoría cuántica avanzada.
💡 Y contribuimos al desarrollo de tecnologías del futuro.

¿Qué hemos aprendido en esta tesis?

Que las contribuciones individuales de cada uno de estos estados electrónicos pueden explicar por qué una molécula se comporta magnéticamente de una forma u otra.

Con esto entendemos cómo funcionan todo tipo de moléculas. ¡Esto permite diseñar con precisión! 🛠️🔬

¿Un ejemplo? Aquí tenéis algunas moléculas con sus aplicaciones y su valor g, tanto experimental como calculado por ordenador 💻.

¡Y coinciden con gran precisión! 📊 Eso nos dice que el modelo funciona muy bien.

Aplicamos esto a muchos tipos de moléculas:
🔹Moléculas orgánicas
🔹Complejos metálicos
🔹Moléculas con átomos pesados (donde la relatividad importa mucho)

Y muchas otras

En mi trabajo, utilizando un esquema llamado “interacción de estados”, vemos cómo influyen los diferentes estados electrónicos en el comportamiento magnético. Es decir, cómo afecta la interacción entre los electrones al comportamiento magnético, y por tanto, a nuestra matriz g.

Representación de un edificio con sus plantasy escaleras, una metáfora de los estados electrónicos y los efectos relativistas

Los efectos relativistas son como escaleras entre los pisos: permiten a los estados electrónicos comunicarse. Sin estos efectos relativistas, no habría comunicación entre estados. ¡Pura física de Einstein aplicada a moléculas!

La molécula “vive” en un piso u otro según dónde estén sus electrones.

Todo parece ordenado… hasta que entran los efectos relativistas 👀, que cambian las conexiones entre esos pisos y alteran cómo se comporta la molécula.

En física cuántica, las moléculas tienen diferentes “estados electrónicos” según la posición de sus electrones.

Estos estados son como pisos de un edificio 🏢: algunos se alcanzan subiendo poco, otros requieren subir varias plantas, según la energía necesaria.

a purple atom with a purple ball in the middle Alt: Modelo con el núcleo del átomo y electrones girando alrededor

¿Cómo estudiamos una molécula paramagnética? Las moléculas están formadas por átomos con núcleos y electrones que giran a su alrededor.

Estos electrones también interaccionan entre sí y con su entorno. Captar esas interacciones exige mucha precisión. 🎯

Para lograrlo, en mi grupo de investigación “Kimika Teorikoa” (www.ehu.eus/chemistry/th...) usamos métodos avanzados que combinan física cuántica, relatividad y química computacional. Es como hacer una simulación virtual de la molécula antes de construirla en el laboratorio.

a cat wearing glasses and a bow tie is sitting on a laptop ALT: a cat wearing glasses and a bow tie is sitting on a laptop

Y a todo esto, ¿qué hago yo en mi tesis?

Desarrollo herramientas computacionales para calcular esa matriz g. Sí, en lugar de medirla experimentalmente, ¡la predecimos con teoría cuántica 📚 y ordenadores potentes 💻!

Entonces... ¿es útil?

¡Por supuesto! La matriz g es como una lupa científica 🔍: revela el entorno del electrón desapareado en la molécula. Esa info es clave para crear materiales usados en:

🧲 Tecnologías cuánticas
📡 Sensores moleculares
🧬 Diagnóstico por imágenes
¡Y mucho más!

🧮 Para entender cómo responden las moléculas paramagnéticas al campo magnético, la técnica EPR nos da un valor: la matriz g.

Este valor nos dice cómo se comporta magnéticamente una molécula, funcionando como una huella magnética. ¡Como el DNI de las moléculas magnéticas!

Ejemplo de espectro obtenido con la técnica EPR. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_paramagn%C3%A9tica_electr%C3%B3nica#/media/Archivo:EPR_methyl.png

🔬 Las moléculas paramagnéticas se estudian con la técnica EPR (Resonancia Paramagnética Electrónica), que revela cómo interactúan los electrones desapareados con un campo magnético.

Así como la resonancia médica ve interior del cuerpo, la EPR “ve” el interior de las moléculas magnéticas. ⚛️

Los electrónes desapareados están activos para interaccionar con campos magnéticos

🧪 ¿Qué son las moléculas paramagnéticas? Son las que tienen electrones "solteros", sin pareja. Normalmente van en pareja girando al revés uno del otro, pero cuando están solos… ¡se vuelven magnéticos!

Como mini-imanes listos para alinearse con un campo magnético. 🧲👀

a drawing of a magnetic field around the earth in space Alt: Dibujo de un campo magnético alrededor de la tierra en el espacio

🧲 ¿Qué es el magnetismo? El magnetismo es una propiedad de la materia que surge por el movimiento de cargas, como los electrones.

Algunos materiales generan o responden a campos magnéticos… ¡como los imanes en tu nevera o el campo magnético de la Tierra! 🌍🔁

@crueuniversidades.bsky.social @filarramendi.bsky.social @ehu.eus‬

¿Alguna vez te has preguntado cómo pueden estudiarse materiales usados en campos tan diversos como la medicina, la computación o la bioquímica?

Spoiler: basta con
💻Un ordenador
🧲Saber qué es el magnetismo
⚛️ Entender cómo funciona en una molécula

¡Sigue este #HiloTesis para descubrirlo! 👇🧵