Ερευνητές παρατήρησαν για πρώτη φορά την Κβαντική Υπερχημεία σε εργαστηριακές συνθήκες

Ερευνητές του University of Chicago παρατήρησαν για πρώτη φορά στην ιστορία ένα φαινόμενο που ονομάζεται «Κβαντική Υπερχημεία». Το συγκεκριμένο έχει προβλεφθεί από τη θεωρία εδώ και πολλά χρόνια ως καταλύτης που θα μπορούσε να επιταχύνει δραματικά τις χημικές αντιδράσεις προσφέροντας στους επιστήμονες μεγαλύτερο έλεγχο, αλλά μέχρι τώρα δεν είχε παρατηρεί στον πραγματικό κόσμο.

Στο θεωρητικό σκέλος οι Bose και Einstein είχαν προβλέψει μια ιδιαίτερα περίεργη κατάσταση της ύλης, όπου ένα «σύννεφο» ατόμων ψύχεται σχεδόν στο απόλυτο μηδέν με αποτέλεσμα όλα τα άτομα που το αποτελούν να βρεθούν στην ίδια κβαντική κατάσταση και να συμπεριφέρονται ως ένα μεγάλο άτομο. Αν οι επιστήμονες μπορούσαν να ελέγξουν με αυτόν τον τρόπο την συμπεριφορά των ατόμων, τότε θα μπορούσαν να πάρουν πολύ διαφορετικά αποτελέσματα από τις χημικές αντιδράσεις απ’ ό,τι προβλέπει η κλασική Χημεία.

Στην κλασική Χημεία, τα άτομα που βρίσκονται μέσα στο «σύννεφο» θα συγκρούονται τυχαία μεταξύ τους και πιθανότατα κάποια θα ενώνονται για να σχηματίσουν ένα μόριο. Εάν, όμως, βρεθούν όλα στην ίδια κβαντική κατάσταση τότε μπορούν να εκτελούν μαζί την ίδια ενέργεια.

Σύμφωνα με τον επικεφαλής της έρευνας, Cheng Chin,

Πλέον δεν αντιμετωπίζουμε την χημική αντίδραση ως μια σύγκρουση μεταξύ ανεξάρτητων σωματιδίων, αλλά ως μια συλλογική διαδικασία. Όλα τα άτομα αντιδρούν μαζί σαν ένα ενιαίο σύνολο και αυτά που παρατηρήσαμε συμφωνούν με τις θεωρητικές προβλέψεις. Το επίτευγμα μας αποτελούσε στόχο της επιστημονικής κοινότητας για πάνω από 20 χρόνια και τώρα βρισκόμαστε μπροστά σε μια νέα, συναρπαστική εποχή.

Από τη στιγμή που όλα τα άτομα αντιδρούν σαν ένα, οι χημικές αντιδράσεις ολοκληρώνονται πολύ πιο γρήγορα και φυσικά όσα πιο πολλά άτομα υπάρχουν, τόσο μεγαλύτερη γίνεται η ταχύτητα. Τα μόρια που παράγονται μοιράζονται επίσης την ίδια κατάσταση, με αποτέλεσμα να είναι πολύ πιο εύκολη η παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων πανομοιότυπων μορίων με μεγαλύτερη αξιοπιστία σε σύγκριση με τις κλασικές μεθόδους. Επιπλέον, οι ερευνητές παρατήρησαν πως ήταν πιο συχνές οι αντιδράσεις τριών ατόμων μέσα στο σύστημα, παρά σε ζεύγη, με τα δύο άτομα να σχηματίζουν ένα μόριο και το τρίτο άτομο να υποβοηθά με κάποιον τρόπο στη συνένωση.

Επόμενος στόχος για τους ερευνητές είναι να δοκιμάσουν την τεχνική τους για την παραγωγή πιο πολύπλοκων μορίων, καθώς η Κβαντική Υπερχημεία παρατηρήθηκε μέχρι στιγμής μόνο σε μόρια δύο ατόμων.

[via]