En términos generales nuestros proyectos de investigación están relacionados con la descripción cuántica de la estructura, espectroscopía y dinámica de sistemas moleculares. Más específicamente el tipo de sistema estudiado suele contener un número pequeño de átomos(2-10) y la complejidad e interés del problema a resolver reside en que las especies que interactúan contienen electrones no apareados(radicales libres) lo que da lugar a una riqueza en las propiedades de interacción: fuerzas intermoleculares, transferencia de energía y reactividad. Para sistemas pequeños se pueden realizar experimentos(espectroscopía láser y colisiones en haces moleculares) en los que se obtiene información muy detallada del sistema en cuestión. Nuestro reto como teóricos es el poder realizar cálculos que no solo permitan interpretar los datos experimentales sino que sean capaces de reproducir cuantitativamente las observaciones e inclusive realizar nuevas predicciones en un proceso de retroalimentación entre la teoría y el experimento.

Algunos de los sistemas que estamos estudiando en este momento son:

O2(v) - O2 , NO(v) – NO : En ambos casos una característica del sistema es que se encuentra en un estado vibracional altamente excitado lo que le confiere propiedades únicas en los procesos de transferencia de energía (vibracional y electrónica) y de reactividad. Motivación adicional proviene de que existen experimentos detallados para ambos sistemas y algunas de las observaciones todavía no tienen una explicación satisfactoria. Adicionalmente los procesos estudiados tienen un impacto en la fotoquímica atmosférica que aún queda por caracterizar y es cuestión de debate por la comunidad científica.

NO - Rg , Cl2(v) - Rg : En estos casos la interacción es de tipo van der Waals(Rg es un gas noble), es decir, son interacciones muy débiles y requieren de metodología especial para su adecuada descripción. Para el segundo sistema se han realizado experimentos espectroscópicos en los que se determina la velocidad de transferencia de energía como función del número cuántico v y análogamente al inciso a) hay algunas observaciones que no se han podido interpretar de manera satisfactoria hasta la fecha. Para el primer sistema nuestro objetivo es caracterizar el potencial de interacción y posteriormente utilizarlo en simulaciones de dinámica molecular de matrices de gases nobles con impurezas de NO para las que también se han realizado experimentos.

Clatratos de halógenos: Los clatratos se componen de moléculas de agua que forman, a través de puentes de hidrógeno, estructuras poliédricas tridimensionales(anfitrión) capaces de alojar una amplia variedad de moléculas (huésped) en su interior. Es precisamente la interacción huésped-anfitrión la que da estabilidad a estos sistemas sobre estructuras correspondientes al hielo y algunas de las preguntas básicas que se quieren responder son las relativas a la caracterización de las fuerzas intermoleculares responsables de la estabilidad, la formación espontánea de los clatratos en presencia del huésped y el mecanismo asociado y los procesos de difusión dentro y fuera de los mismos. Actualmente estamos interesados en el caso de moléculas halógenas como huéspedes dado que estos sistemas están siendo estudiados experimentalmente con diversas técnicas espectroscópicas que darán una gran cantidad de información detallada de la estructura y dinámica de estos sistemas.
Finalmente queremos señalar que estos proyectos se desarrollan en colaboración con grupos de investigación en Madrid(CSIC), EUA(U. California),Cuba (ISCTN) y México(UAEMor).