Ученые наблюдали "квантовую суперхимию" впервые в истории Цей матеріал також доступний українською 14.08.2023, 12:18 
Фото: Unsplash
Ученые впервые наблюдали новый тип химии в лаборатории, говорится в исследовании, опубликованном в Nature Physics. Квантовая суперхимия, выполняемая при очень низких температурах на очень малых частицах, обеспечивает быстрые и точные реакции.
Давно теоретизированное, но никогда ранее не виденное явление – квантовая суперхимия – это явление, в котором атомы или молекулы в одном квантовом состоянии химически реагируют быстрее, чем атомы или молекулы, находящиеся в разных квантовых состояниях. Квантовое состояние – это набор характеристик квантовой частицы, например, спин (момент импульса) или уровень энергии.
Подписывайтесь на LIGA.Tech в Telegram: главные новости мира технологий
Чтобы наблюдать этот новый вид химии, ученым пришлось перевести не только атомы, а целые молекулы в то же квантовое состояние. Однако когда они это сделали, то увидели, что химические реакции происходят коллективно, а не отдельно. И чем больше атомов было задействовано, то есть чем больше плотность атомов, тем быстрее проходили химические реакции.
"То, что мы увидели, совпадало с теоретическими прогнозами, — сказал в заявлении Ченг Чин, профессор физики Чикагского университета, руководивший исследованиями. По его словам, это было научной целью в течение 20 лет.
Ученые наблюдали квантовую суперхимию в атомах цезия, объединявшихся в молекулы. Они охладили цезий почти до абсолютного нуля, точки, в которой прекращается любое движение. В таком охлажденном состоянии ученые смогли легко перевести каждый атом цезия в то же квантовое состояние. Затем они сменили окружающее магнитное поле, чтобы стартовала химическую связь атомов.
Эти атомы реагировали вместе быстрее, образуя двухатомные молекулы цезия, чем когда исследователи проводили эксперимент в обычном, не переохлажденном газе. Полученные молекулы также имели одинаковое квантовое состояние, по крайней мере, в течение нескольких миллисекунд, после чего атомы и молекулы начинали распадаться.
Открытие может быть полезным для применения в квантовой химии и квантовых вычислениях, поскольку молекулы в одном квантовом состоянии обладают общими физическими и химическими свойствами. В исследовании использовались только простые молекулы, поэтому следующей целью является попытка создать квантовую суперхимию с более сложными молекулами, говорит Чин.
Читайте также Ученые разработали метод выявления онкологии в труднодоступных местах — видео Лев Шевченко Если Вы заметили орфографическую ошибку, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter.
