Una pizca de sal cae al agua y los iones de sodio y cloro se separan, rodeados de moléculas de agua. Ahora, en lugar de un ion, en la compañía molecular entra un positrón: la antipartícula, gemela del electrón, pero con un más en lugar de un menos. En el nuevo trabajo, los físicos han calculado cómo este "invitado" se adhiere a moléculas de anillo de cinco átomos, aquellas en las que el anillo contiene nitrógeno, oxígeno, azufre o un grupo NH.
El cálculo se realizó a nivel de muchos cuerpos: el positrón no solo siente la carga de los núcleos. Perturba toda la nube electrónica, como una piedrecita perturba la superficie de un estanque. A su alrededor, por un instante, se condensa carga negativa, y a veces incluso nace un positronio virtual: un par ligado de electrón y positrón que existe solo un momento. Todo esto se tiene en cuenta en las ecuaciones que se resolvieron con el programa EXCITON+. Este descompone las ondas de las partículas en orbitales gaussianos: "lentes" matemáticas que enfocan el cálculo.
¿Y qué se descubrió? El positrón no se distribuye uniformemente por el anillo, sino que se pega a uno o dos átomos, como un viajero que elige un lugar junto al fuego. El nitrógeno es para él el lugar más cálido, seguido del azufre, el oxígeno y el grupo NH. Además, no solo importan los átomos en sí, sino también cómo se alternan los dobles enlaces en el anillo: sus nubes electrónicas también atraen al positrón. Estas preferencias se pudieron desglosar en contribuciones de orbitales moleculares individuales, como si se evaluara qué cuerda de la orquesta suena más fuerte para nuestro oyente.
Este retrato tan detallado del enlace del positrón no es solo un interés académico. Comprender cómo las antipartículas se aferran a las moléculas será útil en la tomografía por emisión de positrones (PET), donde los destellos de aniquilación dibujan un mapa del cuerpo. Y también en la creación de nuevos materiales, donde el positrón puede actuar como sonda, iluminando defectos de la red cristalina, como una linterna ilumina las grietas de una pared.
Un positrón, al adherirse a una molécula, puede cambiar su forma más que un electrón extra, porque su carga positiva atrae la nube electrónica hacia sí, como un imán atrae limaduras de hierro.