«Квантовая суперхимия» в действии. Ученые впервые наблюдали новый тип химии во время лабораторного эксперимента

9 месяцев назад

Новый тип химии, который наблюдали при очень низких температурах, обеспечивает более быстрые и более точные реакции.

Давно известная в теории, но ранее не замеченная на практике квантовая суперхимия – это явление, при котором атомы или молекулы в одном квантовом состоянии химически реагируют быстрее, чем атомы или молекулы, находящиеся в различных квантовых состояниях. (Квантовое состояние – это набор характеристик квантовой частицы, например спин (момент импульса) или уровень энергии).

В эксперименте исследователи из Чикагского университета перевели в одинаковое квантовое состояние не только атомы, а целые молекулы, и увидели, что химические реакции происходили коллективно, а не отдельно. И чем больше атомов было задействовано (т.е. чем больше плотность атомов), тем быстрее проходили химические реакции.

Лаборатория Чина специализируется на работе с частицами при очень низких температурах, когда атомы могут соединяться так, чтобы находиться в одном квантовом состоянии и проявлять свои необычные способности и поведение.

То же самое сделали с атомами газа цезия, который охладили почти до абсолютного нуля, перевели в одинаковое квантовое состояние и изменили окружающее магнитное поле, чтобы начать химическую связь атомов. В результате двухатомные молекулы цезия образовывались быстрее, чем в обычном тепловом состоянии, и тоже имели одинаковое квантовое состояние – по крайней мере, в течение нескольких миллисекунд, после чего начинали распадаться.

6 comments