Curiosamente, bipolarón es un término científico que se usa tanto en Física como en Química, pero con significados diferentes.
En Física
En Física se llama bipolarón a un tipo de cuasipartícula que consta de dos polarones unidos. A su vez, la cuasipartícula polarón describe un electrón que se mueve en un cristal dieléctrico donde los átomos se desplazan de sus posiciones de equilibrio para filtrar efectivamente la carga de un electrón, lo que reduce la movilidad del electrón y aumenta su masa efectiva del electrón. El polarón es útil en física de la materia condensada para comprender las interacciones entre electrones y átomos en un material sólido.
Un electrón en un material puede causar una distorsión en la red subyacente. La combinación de electrón y distorsión (que también puede entenderse como nube de fonones) es lo qse conoce como polarón (en parte porque la interacción entre el electrón y la red es a través de una polarización). Cuando dos polarones están muy juntos, pueden reducir su energía al compartir las mismas distorsiones, lo que conduce a una atracción efectiva entre los polarones. Si la interacción es lo suficientemente grande, entonces esa atracción conduce a un bipolarón unido. Para una atracción fuerte, los bipolarones pueden ser pequeños.
Los bipolarones pequeños tienen espín entero y, por lo tanto, comparten algunas de las propiedades de los bosones. Si se forman muchos bipolarones sin acercarse demasiado, podrían ser capaces de formar un condensado de Bose-Einstein. Esto ha llevado a sugerir que los bipolarones podrían ser un posible mecanismo para la superconductividad a alta temperatura. Por ejemplo, pueden conducir a una interpretación muy directa del efecto isótopo.
Dos polarones intercambian ondas sonoras y se atraen entre sí, formando un estado límite cuando el acoplamiento de fuerza entre los polarones individuales y el condensado es fuerte en comparación con las interacciones del gas anfitrión.
En química
En química orgánica, el bipolarón es una molécula o parte de una cadena macromolecular que contiene dos cargas positivas en un sistema conjugado. Las cargas pueden estar situadas en el centro de la cadena o en su terminal. Los bipolarones y polarones se encuentran en polímeros conductores dopados como el politetiofeno.
Es posible sintetizar y aislar compuestos modelo bipolarón para estudios de difracción de rayos X. El dicatión diamagnético bis(triaril)amina (2 en el esquema que aparece sobre estas líneas) se prepara a partir del precursor neutro 1 en diclorometano por reacción con 4 equivalentes de pentacloruro de antimonio. Existen dos estructuras de resonancia para el dicatión. La estructura 2a es un dirradical (singlete) y la 2b es el quinoide de capa cerrada. Las longitudes de enlace experimentales para el grupo vinilideno central en 2 son 141 pm y 137 pm en comparación con 144 pm y 134 pm para el precursor 1, lo que implica alguna contribución de la estructura quinoidal.
Por otro lado, cuando se agrega una unidad de tiofeno al núcleo en la estructura representada en el siguiente esquema, estas longitudes de enlace son idénticas (alrededor de 138 pm), lo que lo convierte en un verdadero híbrido.
