Prima reacție de superchimie cuantică realizată în laborator

Cercetătorii au raportat prima dovadă de superchimie cuantică. Aceasta este un tip special de reacție chimică în care atomii și moleculele din reacție se află toate în aceeași stare cuantică, ceea ce duce la o reacție colectivă și accelerată.

Acest efect avea susținere teoretică, dar dovada fezabilității sale a fost incertă.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Echipa a folosit atomi și molecule într-un condensat Bose-Einstein, așa-numita a cincea stare a materiei. La temperaturi suficient de scăzute, particulele din aceste stări se unesc într-o singură entitate mecanică cuantică.

În reacțiile chimice obișnuite, atomii sau moleculele individuale interacționează pentru a crea noi legături. Dar dacă particulele se află toate în aceeași stare cuantică, reacția se întâmplă foarte diferit.

Un tip special de reacție chimică

,,Nu mai tratezi o reacție chimică ca pe o coliziune între particule independente, ci ca pe un proces colectiv”, a declarat profesorul Cheng Chin de la Universitatea din Chicago, al cărui laborator a realizat cercetarea. ,,Toate reacționează împreună, ca un întreg”.

Datorită proprietăților mecanice cuantice ale condensatului Bose-Einstein, reacția are loc mai repede, deoarece nu se reduce la particule individuale. De fapt, cu cât sunt mai multe particule în sistem, cu atât reacția este mai rapidă. Termenul de superchimie nu este folosit în mod nechibzuit.

Echipa a observat formarea rapidă a moleculelor imediat ce a început reacția. Aceasta a fost urmată de oscilații în timpul procesului de echilibru, scrie IFL Science.

Moleculele produsului se află toate în aceeași stare. Ei au observat oscilații mai rapide în probele cu densități mai mari. Aceasta este consecința așteptată a intensificării bosonice.

Un obiectiv științific vechi de 20 de ani

,,Ceea ce am văzut s-a aliniat cu predicțiile teoretice”, a declarat Chin. ,,Acesta a fost un obiectiv științific timp de 20 de ani, așa că este o eră foarte interesantă”.

Experimentul a fost realizat cu molecule simple de doi atomi, dar echipa raportează că reacția a implicat întotdeauna trei atomi, în ciuda faptului că unul a rămas singur. Cel de-al treilea a jucat un rol, deși nu este clar ce fel de rol. Echipa intenționează să realizeze reacții mai complexe pentru posibile aplicații industriale, precum și pentru a testa unele dintre legile fundamentale ale fizicii.

,,Cât de departe putem împinge înțelegerea noastră și cunoștințele noastre de inginerie cuantică, în molecule mai complicate, este o direcție de cercetare majoră în această comunitate științifică”, a declarat Chin.

Cercetarea a fost publicată în revista Nature Physics.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Noul computer cuantic de la Google face calcule cât alții în 47 de ani

Chimia cuantică din ochii noștri ne protejează vederea

Un experiment cuantic arată că Einstein s-a înșelat atunci când a contestat o idee

Internetul cuantic ar putea fi atins cu nanostructuri de diamant