Ученые из Чикагского университета обнаружили первые доказательства явления, известного как квантовая суперхимия. Его предсказывали уже давно, но не подтверждали ранее. Этот эффект ускоряет химические реакции и обеспечивает ученым больше контроля над ними.
В классической химии атомы в смеси случайным образом сталкиваются, и при каждой такой «встрече» есть вероятность, что они свяжутся, чтобы сформировать молекулу. Но если все атомы находятся в одном квантовом состоянии, они действия вместе.
В рамках эксперимента исследователи охладили атомы цезия до экстремальных температур, а затем привели их в одно и то же квантовое состояние. Они превращались в молекулы таким образом, что это напоминало суперхимию.
Соавторы исследования Чжэндун Чжан (слева) и профессор Чэн Чин с лабораторным оборудованием, которое впервые помогло им наблюдать квантовую суперхимию. Фото: Джон Цзич
Поскольку все атомы действуют вместе, реакции происходят гораздо быстрее. И чем больше атомов в системе, тем выше скорость. По словам ученых, молекулы, которые получаются в итоге, имеют одно и то же состояние.
«То, что мы наблюдали, соответствовало теоретическим прогнозам. Это — одна из главных научных целей в течение 20 лет», — пишут ученые.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Physics.
