Home » Știință » Un dispozitiv cuantic a fost folosit pentru încetinirea unei reacții chimice de 100 de miliarde de ori

Un dispozitiv cuantic a fost folosit pentru încetinirea unei reacții chimice de 100 de miliarde de ori

Publicat: 03.09.2023

Pentru prima dată, oamenii de știință au obținut încetinirea unei reacții chimice (în simulare) de aproximativ 100 de miliarde de ori. Folosind un computer cuantic, cercetătorii au simulat și apoi au „observat” reacția la o viteză extraordinar de mică.

„Înțelegând aceste procese de bază din interiorul moleculelor și dintre molecule putem deschide o nouă lume de posibilități în știința materialelor, proiectarea medicamentelor sau recoltarea energiei solare”, a explicat doctoranda Vanessa Olaya Agudelo.

„Această realizare ar putea ajuta, de asemenea, la îmbunătățirea altor procese care se bazează pe molecule care interacționează cu lumina, cum ar fi modul în care este creat smogul sau modul în care se deteriorează stratul de ozon”, a adăugat ea.

De ce a fost nevoie de încetinirea unei reacții chimice?

Echipa de cercetare a observat un model de interferență al unui singur atom datorită unei „intersecții conice”, o structură geometrică comună în chimie. Acestea joacă un rol crucial în procesele fotochimice rapide, cum ar fi recoltarea luminii în vederea umană și fotosinteză. Chimiștii au încercat să observe procesele geometrice în dinamica chimică încă din anii 1950, dar observarea directă nu este fezabilă din cauza intervalelor de timp rapide implicate, scrie Interesting Engineering.

O echipă de cercetători de la Școala de Fizică și de la Școala de Chimie din cadrul Universității din Sydney (Australia) a dezvoltat o abordare nouă pentru rezolvarea unei probleme complexe folosind un computer cuantic cu ioni captivi. Această metodă inovatoare le-a permis să cartografieze eficient problema pe un dispozitiv cuantic relativ mic și să obțină încetinirea unei reacții chimice cu un factor impresionant de 100 de miliarde.

„În natură, întregul proces se încheie în câteva femtosecunde. Asta înseamnă o miliardime dintr-o milionime sau o cvadrilionime dintr-o secundă”, a spus Olaya Agudelo, de la Școala de Chimie.

„Folosind computerul nostru cuantic, am construit un sistem care ne-a permis să încetinim dinamica chimică de la femtosecunde la milisecunde. Acest lucru ne-a permis să facem observații și măsurători semnificative. Acest lucru nu a mai fost făcut niciodată”, au spus cercetătorii.

„Până acum, nu am putut observa direct dinamica fazei geometrice; se întâmplă prea repede pentru a sonda experimental… Folosind tehnologii cuantice, am a rezolvat această problemă”, a spus dr. Christophe Valahu, de la Școala de Fizică.

Un nou mod de a studia procesele naturale

„Experimentul nostru nu a fost o aproximare digitală a procesului, aceasta a fost o observație analogică directă a dinamicii cuantice care se desfășoară la o viteză pe care o putem observa”, a adăugat Valahu.

În reacțiile fotochimice, cum ar fi fotosinteza, prin care plantele obțin energie de la soare, moleculele transferă rapid energie, creând regiuni de schimb numite intersecții conice. Acest studiu a dezvăluit semnele distinctive asociate cu intersecțiile conice în fotochimie, prin încetinirea dinamicii folosind computerul cuantic.

„Acest rezultat interesant ne va ajuta să înțelegem mai bine dinamica ultrarapidă: cum se schimbă moleculele la cele mai rapide intervale de timp”, a explicat coautorul și liderul echipei de cercetare, profesorul asociat Ivan Kassal, de la Școala de Chimie și Institutul Nano ale Universității din Sydney.

„Este extraordinar că, la Universitatea din Sydney, avem acces la cel mai bun computer cuantic programabil din țară pentru a efectua aceste experimente”, a adăugat el.

Studiul a fost publicat în revista Nature Chemisty.

Vă recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință ar fi la un pas să descopere a cincea forță a naturii

O nouă reușită pentru fuziunea nucleară: Un laborator a realizat al doilea experiment cu un câștig de energie

O nouă analiză ne aduce mai aproape de detectarea materiei întunecate

Un studiu descoperă că sunetele găurilor negre apar în două frecvențe universale

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
După 19 ani de la aderarea la UE, Bulgaria adoptă moneda euro
După 19 ani de la aderarea la UE, Bulgaria adoptă moneda euro
O nouă moarte suspectă după demiterea și „sinuciderea” ministrului Transporturilor în Rusia
O nouă moarte suspectă după demiterea și „sinuciderea” ministrului Transporturilor în Rusia
Ucraina vrea clarificări după ce Donald Trump s-a răzgândit în privința livrărilor de armament
Ucraina vrea clarificări după ce Donald Trump s-a răzgândit în privința livrărilor de armament
Ai învăţat despre munca sa în domeniul ştiinţei la şcoală. Îţi mai aminteşti de constanta lui Avogadro?
Ai învăţat despre munca sa în domeniul ştiinţei la şcoală. Îţi mai aminteşti de constanta lui Avogadro?
Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să înregistreze cutremure care durează săptămâni, nu minute
Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să înregistreze cutremure care durează săptămâni, nu minute
Câți dintre români sunt mulțumiți de activitatea președintelui Nicușor Dan de până acum?
Câți dintre români sunt mulțumiți de activitatea președintelui Nicușor Dan de până acum?
Cât a scăzut aurul după ce Donald Trump a amânat noile tarife?
Cât a scăzut aurul după ce Donald Trump a amânat noile tarife?
ONU avertizează că amânarea tarifelor lui Trump creează un „șoc dublu”
ONU avertizează că amânarea tarifelor lui Trump creează un „șoc dublu”
Sfaturi antice pentru întâlniri. Care mai sunt valabile și în ziua de azi?
Sfaturi antice pentru întâlniri. Care mai sunt valabile și în ziua de azi?
Căutarea materiei întunecate ar putea scoate la iveală un nou tip de stea
Căutarea materiei întunecate ar putea scoate la iveală un nou tip de stea
Oamenii de știință caută a cincea forță a naturii cu „ioni capturați”
Oamenii de știință caută a cincea forță a naturii cu „ioni capturați”
De ce majoritatea pisicilor dorm pe partea stângă?
De ce majoritatea pisicilor dorm pe partea stângă?
Unde duc criptomonedele: direcții și schimbări concrete (P)
Unde duc criptomonedele: direcții și schimbări concrete (P)
De ce șopârlele au supraviețuit dar dinozaurii au dispărut după impactul asteroidului?
De ce șopârlele au supraviețuit dar dinozaurii au dispărut după impactul asteroidului?
Aniversare de legendă: Harry Potter a împlinit 28 de ani. De la o idee simplă la universul magic
Aniversare de legendă: Harry Potter a împlinit 28 de ani. De la o idee simplă la universul magic
Michael Madsen. Portretul unui iconoclast cinematografic
Michael Madsen. Portretul unui iconoclast cinematografic
Originile tulburării obsesiv-compulsive nu sunt în creier, sugerează un studiu
Originile tulburării obsesiv-compulsive nu sunt în creier, sugerează un studiu
O echipă de studenți a dezvoltat un motor de rachetă alimentat cu ceară de albine
O echipă de studenți a dezvoltat un motor de rachetă alimentat cu ceară de albine