Átomos en el ordenador

Miles de químicos de todo el mundo utilizan un programa de ordenador llamado Gaussian, creado en 1970 por John Pople, uno de los ganadores del Nobel de Química, y modernizado posteriormente. El programa facilita enormemente los complejos cálculos necesarios para descifrar las reacciones químicas y las propiedades de las moléculas, permitiendo incluso su diseño a medida sin necesidad de sintetizarlos en los laboratorios.

La Academia Sueca explica cómo funciona: "Tomemos el aminoácido cisteína. Nos sentamos ante el ordenador y arrancamos el programa. Seleccionamos del menú una molécula en la que un átomo de carbono está unido a uno de hidrógeno, a un grupo amino, a un grupo tiometilo y a un grupo carboxilo. El ordenador muestra un gráfico aproximado de la molécula en la pantalla. Damos instrucciones para determinar la geometría de la molécula con un cálculo químico-cuántico. El ordenador lo hace en un minuto si nos conformamos con un resultado aproximado, pero si queremos precisión, puede tardar un día. Esto sirve, por ejemplo, para predecir cómo la molécula interactúa con otras y las cargas eléctricas en su entorno, información útil en el estudio de proteínas y aplicable en campos como la industria farmacéutica".

Esto era un sueño inalcanzable para los químicos de hace pocas décadas, cuando era prácticamente imposible manejar las relaciones matemáticas de la mecánica cuántica en sistemas tan complejos como las moléculas. Ahora los ordenadores hacen el trabajo. Pero, pese las fronteras abiertas por Pople y Kohn, la complejidad de computación química es tal, aun para potentes máquinas, que a menudo los químicos cuánticos cosechan las iras de sus colegas de otras ramas de investigación por acaparar una parte muy grande del tiempo de cómputo disponible en los centros de cálculos de Institutos y Universidades.