Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах
Ученые из Чикагского университета обнаружили первое свидетельство явления под названием «квантовая суперхимия». Давно предсказанный, но так и не подтвержденный, этот эффект может ускорить химические реакции, дать ученым больше контроля над ними и послужить основой для квантовых вычислений.


Все виды необічного поведения проявляются на квантовом уровне. Атомы могут находиться в нескольких состояниях одновременно, запутываться настолько, что мгновенно обмениваются информацией на любом расстоянии, или создавать туннели через барьеры, которые они не должны пересекать. Ученые пытаются использовать эти явления для более мощных вычислений, систем связи и других технологий.

Теперь команда обнаружила первое прямое свидетельство ранее предсказанного квантового эффекта, известного как суперхимия. Все начинается со странного состояния материи, называемого конденсатом Бозе-Эйнштейна, в котором облако атомов охлаждается почти до абсолютного нуля, заставляя их переходить в одно и то же квантовое состояние и начинать вести себя как один большой атом. Было высказано предположение, что вовлечение атомов в этом состоянии в химические реакции приведет к иным результатам, чем обычно.

В классической химии атомы в смеси будут случайным образом сталкиваться, и при каждом столкновении есть шанс, что они соединятся в молекулу. Но если все атомы находятся в одном и том же квантовом состоянии, теперь они вместо этого выполняют действия вместе.

«Вы больше не рассматриваете химическую реакцию как столкновение между независимыми частицами, а как коллективный процесс», — сказал Ченг Чин, ведущий исследователь исследования. «Все они реагируют вместе, как единое целое».

Для своих экспериментов исследователи охладили атомы цезия до необходимых экстремальных температур, а затем уговорили их перейти в такое же квантовое состояние. И действительно, казалось, что атомы образуют молекулы, напоминающие суперхимию.

Этот процесс имеет несколько последствий, которые отличают его от обычной химии. Во-первых, поскольку все атомы действуют вместе, реакции протекают намного быстрее, и чем больше атомов в системе, тем быстрее. Команда говорит, что все молекулы, которые производятся в конце, находятся в одном и том же состоянии, что полезно для создания больших партий идентичных молекул более надежно, чем с помощью традиционной химии.


Команда также увидела свидетельство странного явления во время процесса — взаимодействия трех тел происходили чаще, чем взаимодействия двух тел. По сути, когда столкнутся три атома, два из которых соединятся в молекулу, а третий каким-то образом поможет этому процессу.

Этот прорыв может помочь проложить путь к новым технологиям в квантовой химии, квантовым вычислениям и помочь ученым в изучении законов физики. До сих пор суперхимия проводилась только с двухатомными молекулами, но команда планирует расширить работу, включив в нее более сложные молекулы.

«То, что мы увидели, совпало с теоретическими предсказаниями», — сказал Чин. «Это была научная цель в течение 20 лет, так что это очень захватывающая эпоха».

Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
2
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
7
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
11
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
0
Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Наука продолжает развивать умные ткани, которые реагируют на изменения окружающей среды и предоставляют больше «услуг» своим владельцам.

Группа международных исследователей создала пригодную для носки ткань, которая восстанавливается, обладает антибактериальными свойствами и даже может использоваться для контроля сердечного ритма человека. Исследователи из США, Австралии и Южной Кореи создали ткань с высокой проводимостью, погрузив ее в частицы жидкого металла. Частицы жидкого металла обладают многими преимуществами: высокой тепло...
03.05.23 13:46
0
2
Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Чтобы увидеть, какой тип бактерий присутствуют в образце жидкости, необходимо выращивать бактериальные культуры в лаборатории в течение нескольких часов или даже дней. Новая лазерная техника работает всего за несколько минут.

Уже было известно, что при воздействии лазерного света бактерии отражают свет обратно в спектральном образце, который уникален для этого конкретного вида. Проблема в том, что другие микроскопические объекты в образце, такие как клетки крови или вирусы, также отражают свет, придавая ему свой уникальный оттенок. То есть спектральный «отпечаток пальца» бактерии теряется среди фонового шума, поэтому ...
04.03.23 11:39
0
6
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
1
Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Многокомпонентные 3D-принтеры уже существуют, нить, которую они создают, обычно представляет собой один материал в любой точке процесса печати. Новая система производит настоящие нити из нескольких материалов, и они могут похвастаться потенциально очень полезной спиральной конструкцией.

Экспериментальная установка была разработана командой Гарвардского университета под руководством профессора Дженнифер Льюис, профессора Дэвида Кларка и докторанта Натали Ларсон. Его печатающая головка состоит из четырех отдельных картриджей, каждый из которых может содержать разные «чернила» (фотоотверждаемый вязкий печатный материал). Все четыре картриджа подаются в одно сопло, которое выдавлива...
21.01.23 15:00
0