Del gato a los electrones: Schrödinger se topa con la DFT

Resumen

Schrödinger trató de explicar los estados electrónicos encerrando hipotéticamente un gato en una caja. Entender el mundo invisible de los electrones es uno de los retos más grandes de la ciencia. Aunque no se pueden ver a los electrones directamente, como tampoco el gas dentro de un tanque, sus efectos lo determinan todo, desde la electricidad que alimenta los hogares hasta las reacciones químicas que suceden en el universo. La teoría del funcional de la densidad (DFT) surgió como una poderosa manera de estudiar estos actores invisibles concentrándose en una clave, la densidad electrónica. Este cambio conceptual, introducido por Hohenberg, Kohn y Sham transformó este campo, proporcionando un método práctico y cada vez más preciso para predecir el comportamiento de átomos, moléculas y materiales complejos. Actualmente, la DFT es el fundamento del diseño de materiales y la química teórica, habilitando a los científicos para poder explorar tecnologías propuestas incluso antes de que estas se lleven a la realidad. Sin embargo, algunos materiales prometedores pueden ser descartados prematuramente debido a las limitaciones inherentes de las aproximaciones utilizadas para el cálculo de sus propiedades. Esto ha motivado el desarrollo de nuevas herramientas, incluido el funcional de correlación de intercambio con la construcción de la estimación del valor de incertidumbre y estrategias modernas de validación basadas en active learning.