دانشمندان یک واکنش شیمیایی را 100 میلیارد بار کند کردند تا ببینند چه اتفاقی میافتد
دانشمندان توانستهاند برای اولین بار یک واکنش در شیمی کوانتومی را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی را 100 میلیارد برابر کمتر از حد معمول مشاهده کنند.
این برهمکنشها که به عنوان تقاطع مخروطی شناخته میشوند، مدتهاست شناخته شدهاند، اما معمولاً در فمتوثانیهها (حدود چهار میلیاردم ثانیه) به پایان میرسند و انجام مشاهدات مستقیم را غیرممکن میکنند.
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه سیدنی در استرالیا و دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، توانستند واکنش را با استفاده از یک ذره باردار به دام افتاده در یک میدان مشاهده کنند تا نسخهای از این فرآیند را دنبال کنند که بسیار کند اجرا میشود.
ونسا اولایا آگودلو از دانشکده شیمی دانشگاه سیدنی میگوید: «ما با استفاده از رایانه خود، سیستمی ساختیم که به ما امکان میداد دینامیک شیمیایی را از فمتوثانیه به میلیثانیه کاهش دهیم».
“این به ما امکان داد تا مشاهدات و اندازهگیریهای معناداری انجام دهیم. این کار قبلا هرگز انجام نشده بود.”
تقاطعهای مخروطی Conical intersections انتقال سریع انرژی بین سطوح انرژی پتانسیل درون مولکولها را توصیف میکنند. به این ترتیب، آنها به بهترین وجه با استفاده از زبان و ریاضیات فیزیک کوانتومی، شامل میدانهای همپوشانی و تغییر امواج رفتار ذرات توصیف میشوند.
از نظر شیمیایی، واکنشهای کوانتومی واکنشهای مبتنی بر نور را در انواع سناریوها، مانند فتوسنتز و واکنشهای چشم انسان، کنترل میکنند.
کامپیوترهای کوانتومی در مورد شبیهسازی انواع واکنشها و برهم کنشها بسیار نویدبخش هستند. درک بهتر از سریعترین و کوچکترین رویدادها به این معنی است که ما ایده بهتری در مورد نحوه استفاده از آنها پیدا خواهیم کرد.
همچنین این روش میتواند به بهبود فرآیندهای دیگری که متکی به مولکولهایی هستند که با نور برهمکنش دارند، مانند نحوه ایجاد مه دود یا نحوه آسیبدیدگی لایه اوزون، کمک کند.
این تحقیق در Nature Chemistry منتشر شده .
مطالب مرتبط
