Bilim insanları kuantum mekaniğiyle kimyasal tepkimeyi 100 milyar kat yavaşlattı

Bilim dünyasını şaşırtan bir başarı hikayesi daha yeni bir çalışmayla duyuruldu. Araştırmacılar, kuantum mekaniğiyle kimyasal tepkimeyi 100 milyar kat yavaşlatmayı ve bu sayede gözlem yapmayı mümkün hale getirdi.

Sidney Üniversitesi'ndeki bilim insanları, kuantum bilgisayarları kullanarak, kimyasal reaksiyonlarda kritik olan bir süreci 100 milyar kat yavaşlattı ve böylece gözlemleme fırsatı yakaladı. Çalışmanın ortak yazarı Vanessa Olaya Agudelo, "Moleküllerin içindeki ve arasındaki bu temel süreçleri anlayarak malzeme bilimi, ilaç tasarımı veya güneş enerjisi hasadında yeni bir ihtimaller dünyasının kapısını açabiliriz.

Ayrıca dumanın nasıl oluştuğu veya ozon tabakasının nasıl hasar gördüğü gibi ışıkla etkileşime giren moleküllere dayanan diğer süreçlerin iyileştirilmesine de yardımcı olabilir." dedi.

Bu yöntem sayesinde 'konik kesişim' olarak adlandırılan temel bir moleküler etkileşim, 100 milyar kat yavaşlatılarak izlendi. Söz konusu başarı, aynı zamanda konik kesişim sürecinin ilk defa gözlemlenmesini sağladı. Konik kesişimler, moleküllerin geometrisinde iki yüzey arasındaki enerjinin eşit olduğu noktalar.

Kimyagerler, 1950'lerden bu yana kimyasal dinamiklerdeki bu tür geometrik süreçleri doğrudan gözlemlemeye çalışıyor ancak söz konusu son derece hızlı zaman çizelgeleri göz önüne alındığında bunları doğrudan gözlemlemek mümkün değildi.

BİLİM DÜNYASINI ŞAŞKINA UĞRATAN BAŞARI

Nature Chemistry dergisinde 28 Ağustos'ta yayımlanan yeni çalışma, konik kesişim olarak bilinen bir tür moleküler etkileşime odaklandı. Konik kesişmeler moleküllerin geometrisinde iki yüzey arasındaki enerjinin eşit olduğu noktalardır. Elektronik durumlar arasında huni gibi davranarak kimyasal reaksiyonları başlatan hızlı geçişlere izin veriyor.

Konik kesişmeler, fotosentez gibi günlük olaylar ve retinada meydana gelen ışığı algılama reaksiyonları da dahil olmak üzere birçok reaksiyonda meydana gelir. Ancak bu reaksiyonlar çok hızlı gerçekleştiği için bilim insanları konik bir kesişimin eylem halinde olduğunu hiç gözlemlememişti.

Bunu yapmak için Sidney Üniversitesindeki araştırmacılar, kuantum parçacıklarını elektrik alanlarına kilitleyen ve onları lazerlerle yönlendiren, tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayarı adı verilen bir cihaz kullandılar.