تازه‌ترین کشف دانشمندان دانشگاه شیکاگو، نخستین نمونه‌هایی از پدیده "ابرشیمی کوانتومی" را آشکار کرده است. این پدیده که از مدت‌ها پیش‌بینی می‌شده و تا کنون تایید نشده بود، قادر به تغییر مهم در سرعت واکنش‌های شیمیایی است و همچنین می‌تواند به کنترل بهتری از واکنش‌ها توسط پژوهشگران و استفاده از رایانش کوانتومی کمک کند.
گروهی از محققان در دانشگاه شیکاگو به عنوان اولین افراد توانسته‌اند شواهدی از یک اثر کوانتومی به نام "ابرشیمی" را به نمایش بگذارند. این پدیده با ظاهری غیرمعمول در موادی به نام چگالش بوز-اینشتین آغاز می‌شود. در این وضعیت، یک ابر از اتم‌ها به دمای نزدیک به صفر مطلق می‌رسند و اتم‌ها به وضعیت کوانتومی می‌روند تا به شکلی مشابه یک اتم بزرگ عمل کنند. این نظریه پیش‌تر مطرح شده بود که انجام واکنش‌های شیمیایی در این وضعیت می‌تواند منجر به نتایجی غیرعادی نسبت به وضعیت معمولی شود.
در شیمی معمولی، اتم‌ها به صورت تصادفی با یکدیگر تداخل می‌کنند و با هر برخورد فرصتی برای ایجاد مولکول ایجاد می‌شود. اما اگر اتم‌ها در وضعیت کوانتومی مشترک قرار گیرند، قادر به انجام واکنش‌ها به صورت گروهی و همزمان هستند.
در این تحقیق، پژوهشگران ابتدا اتم‌های سزیم را به دمای بسیار پایینی خنک کردند و سپس آن‌ها را به وضعیت کوانتومی مشترک تبدیل نمودند. نتیجه این فرآیند این بود که اتم‌ها به شکلی مشابه ابرشیمی مولکول‌های جدیدی را ایجاد می‌کنند.
این فرآیند تغییراتی در واکنش‌ها ایجاد می‌کند که از شیمی معمولی متمایز می‌شود. به عنوان مثال، به دلیل هماهنگی اتم‌ها در وضعیت کوانتومی، واکنش‌ها به سرعت بسیار بالا انجام می‌شوند و همچنین با افزایش تعداد اتم‌ها، سرعت این واکنش‌ها نیز افزایش می‌یابد. پژوهشگران اعتقاد دارند که استفاده از ابرشیمی می‌تواند منجر به تولید مجموعه‌ای از مولکول‌های یکسان با کیفیت بهتر نسبت به شیمی سنتی شود.
در این تحقیقات، یک نکته دیگر نیز مشاهده شده است: تعداد تعاملات سه‌طرفه در این واکنش‌ها بیشتر از تعاملات دوطرفه است. به اختصار، در واکنش‌های سه اتمی، دو اتم واکنش‌دهنده به عنوان یک مولکول جدید عمل می‌کنند و اتم سوم نیز نقش مهمی در این واکنش‌ها ایفا می‌کند.
این پیشرفت مهم ممکن است تأثیر گذار بر توسعه فناوری‌های نوین در زمینه شیمی کوانتومی و رایانش کوانتومی باشد و به دستیابی به درک بهتر از قوانین فیزیک کمک کند. نتایج این تحقیق در مجله "Nature Physics" منتشر شده است.
اگر به اخبار دنیای تکنولوژی علاقه مند هستید، ما را در شبکه‌های اجتماعی مختلف تلگرام، روبیکا، توییتر، اینستاگرام و آپارات همراهی کنید.
منبع خبر: uchicago.edu
ثبت نظر