کشف پدیده «ابرشیمی کوانتومی» برای نخستین بار

محققان دانشگاه شیکاگو نخستین شواهد از یک پدیده به نام «ابرشیمی کوانتومی» را ردیابی کرده اند این پدیده از مدتها قبل پیش بینی شده ولی تایید نشده بود.

به گزارش مهر به نقل از نیواطلس، چنین رویدادی واکنش های شیمیایی را سرعت می بخشد و محققان میتوانند واکنش ها را بیشتر کنترل کنند.

در مقیاس کوانتومی رفتارهای عجیب و غریبی رخ می دهد. اتم ها میتوانند همزمان در چند حالت وجود داشته باشند و چنان درهم تنیده شوند که در هر فاصله ای اطلاعات را بطور لحظه ای به اشتراک بگذارند یا تونلی در موانعی ایجاد کنند که غیر قابل عبور هستند.

محققان سعی دارند برای رایانش قدرتمندتر، سیستم های ارتباطی و دیگر فناوری ها از چنین رویدادهایی استفاده کنند.

اکنون محققان نخستین نشانه مستقیم از یک تاثیر کوانتومی به نام ابر شیمی که قبلا پیش بینی شده بود را کشف کرده اند. این پدیده در یک وضعیت عجیب از ماده به نام چگالش بوز- انیشتین آغاز می شود. در این وضعیت ابری از اتم ها تا دمای صفر درجه سرد می شود و در نتیجه آنها مانند یک اتم بزرگ عمل می کنند. محققان معتقد بودند دستکاری اتم ها در این وضعیت برای ایجاد واکنش های شیمیایی نتایجی متفاوت را در بر خواهد داشت.

طبق علم شیمی، اتم ها در یک ترکیب بطور تصادفی با یکدیگر برخورد می کنند و در هر برخورد امکان دارد آنها با هم پیوند برقرار کنند و یک مولکول تشکیل دهند. اما اگر همه اتم ها در یک وضعیت کوانتومی یکسان باقی بمانند، می توانند با هم فعالیت هایی انجام دهند.

چنگ چین محقق ارشد پژوهش دراین باره می نویسد:در این وضعیت دیگر با یک واکنش شیمیایی به شکل برخورد بین ذرات جداگانه رو به رو نیستیم بلکه با مجموعه ای از فرایندها روبرو هستیم که همه آن ها به عنوان یک کل واحد عمل می کنند.

محققان در آزمایش خود اتم های سزیم را تا دمای مورد نظر سرد و سپس آن ها را درهمان وضعیت کوانتومی دستکاری کردند. در نهایت به نظر میرسد آنها به شیوه ای مشابه ابر شیمی، مولکول تشکیل می دهند.

این فرایند چند پیامد دارد که آن را از شیمی معمولی متمایز می کند. از آنجا که اتم ها همه باهم فعالیت می کنند، واکنش ها بسیار سریع تر رخ می دهند و هرچه اتم های بیشتری در سیستم باشند، این فرایند سریع تر می شود. مولکول هایی در پایان تولید میشوند، در یک وضعیت هستند و این روش برای ایجاد وصله های بزرگی از مولکول های یکسان بسیار کارآمدتر از شیمی معمول است.

همچنین محققان نشانه یک پدیده عجیب را طی فرایند مشاهده کردند. آنها شاهد بودند واکنش هایی با حضور سه اتم بیش از واکنش هایی با دو اتم شکل می گیرد. در اصل سه اتم با یکدیگر برخورد خواهند کرد که دوتای آنها با یکدیگر پیوند برقرار می کنند و مولکولی می سازند. اتم سوم نیز به این فرایند کمک می کند.

چنین فرایندی مسیر را برای فناوری های نوین در شیمی کوانتومی و کوانتوام رایانشی فراهم می کند و از سوی دیگر در مطالعه قوانین فیزیک کمک حال محققان. خواهد بود.