FLASHMOVIE / شترستوك

تفاعل كيميائي يحدث عادة عشوائيا بين المواد المتفاعلة اثنين، والكيميائي وضعت الكثير من الذرات معا في ظل ظروف مناسبة، وبقية الأمور إلى الاحتمالات. إذا كان مزيج من العناصر غير مناسبة المباراة، ثم يحدث هذا "عشوائي" تفاعل كيميائي لا توجد طريقة المشكلة. ومع ذلك، إذا يريد العلماء أن يقرن بعض الذرات الخاصة في المختبر، كنت في حاجة الى طاقة خلاقة أكثر قوة!

كانغ كوين ني | المصدر: روز لينكولن / هارفارد صورة أرشيفية

من جامعة هارفارد الكيميائي جامعة كانغ كوين ني وزملاؤها في هذا الاتجاه نذهب إلى أبعد من ذلك، هم أولى ذرات اثنين في المختبر لتشكيل ما يسمى جزيئات ثنائي القطب (جزيء ثنائي القطب). هذا هو الأكثر دقة تفاعل كيميائي سيطر على العالم.

عندما تتجمع الذرات لجعل التفاعل الكيميائي، الذرات في جزيء؛ وأصبحت حجر الزاوية في الحياة الكيميائية والجزيئية. وقبل ذلك، أكوام مختبر ذرات المستعبدين معا لإنتاج جزيء، ثم متوسط هذه الردود يقاس. والغرض الرئيسي من هذا هو أن نتعلم المزيد عن التفاعل بين الجزيئات، وبالتالي السيطرة على رد فعل الكيمياء، فضلا عن تصميم مواد الكم جديدة.

في قيادة التجربة ني، كانوا غير اثنين من الذرات صوديوم (نا) و سيزيوم (جيم)، والعناصر هما في نفس المجموعة من الجدول الدوري، وهو ما يعني أن لديهم خصائص استجابة مشابهة جدا، ولكن يعني أيضا أنها لن تدمج بسهولة إلى جزيئات من قبل الاصطدام. على الرغم من أن احتمال منخفض جدا، ولكن هذا لا يعني أبدا أن: إذا بما فيه الكفاية وثيقة، والاتصال يمكن أن تتكون بالضبط ذرتين في الطاقة الصحيحة .

المصدر: لي ليو ويو ليو

ني وزملاؤها أول اثنين من هذه الذرات المبردة لدرجات حرارة منخفضة جدا، وراء هذا الهواء النقي مرة والسائلة والصلبة الكم المرحلة وسوف تظهر. الباحثون بعد ذلك باستخدام الليزر لالتقاط الذرات، وفخ ثنائي القطب البصرية في الدمج لهم. عندما ذرتين في " الحالة المثارة "(متحمس للدولة)، رد فعل جزيئات يحدث.

ني يشير إلى: "كل فعل هو ذلك، الذرات والجزيئات إدراجها بشكل فردي في مختلف المستوى الجزئي من ما نقوم به هو أن تكون أكثر رقابة. استخدام ملاقط بصرية لالتقاط ذرتين مختلفة، وتنبعث من الترابط نبضة ليزر لهم. وتحدث هذه العملية برمتها في كثافة الهواء منخفضة جدا خواء تام . "

المصدر: لي ليو

على الرغم من أن حياة جزيء ملزمة المنتجة هي قصيرة جدا، ولكن تظهر التجارب أن تفاعل كيميائي يمكن أن تسيطر على وجه التحديد.

وزعم الباحثون أن، قد يكون اكتشاف أجهزة الكمبيوتر الكم من المستقبل وأهمية كبيرة كما جزيئات ثنائي القطب يمكن أن يشكل NACS و qubit جديد - أصغر وحدة للمعلومات الكم، سيقوم الجهاز إنتاج أكثر كفاءة.

وقال ني: "إن اتجاه معالجة المعلومات الكم هو واحد من الأسباب التي تجعلنا منهم الإثارة في الحياة اليومية، ونحن في حاجة إلى كل جزيئات مختلفة يمكن استخدامها لتطبيقات الفضاء ولكن جزيئات كبيرة جدا، الكمبيوتر الحالي لا يكفي لجعل لنا. يتم دراستها بدقة. إذا كان لدينا على حل المشاكل المعقدة وكفاءة استكشاف الفضاء من الكمبيوتر الكم الجزيئية، التي تؤثر على نتائج الدراسة سوف تكون عميقة ".

بعد ذلك، ني وفريقها يقصد ب "دولة الأرض" (الأرض للدولة) بدلا من الجمع بينها دولة متحمس، مما يخلق أطول أمدا التفاعلات الجزيئية. بعد ني أعتقد أنه سيكون هناك المزيد والمزيد من العلماء في محاولة لتجربة مماثلة، لأن هذا النجاح انعكس تماما - على الرغم من أن مراقبة دقيقة من عملية التفاعل الكيميائي من الصعب جدا، ولكن من الممكن تحقيقه. والآن بعد أن قمت بإنشائها قصص نجاح جزيئات ثنائي القطب في المختبر، فمن الممكن أيضا أن إنشاء أكبر، جزيئات أكثر تعقيدا.

هذه النتائج هي كافية لجعل جميع الكيميائيين متحمس، لأن السيطرة المستوى الأكثر أساسية من التفاعلات الجزيئية هو هدف طويل الأمد من العلوم الطبيعية.

جمع: اثنان السيادية

الروابط المرجعي:

https://news.harvard.edu/gazette/story/2018/04/two-atoms-combined-in-dipolar-molecule-for-first-time/

https://www.sciencealert.com/dipole-molecule-created-using-laser-trapped-sodium-caesium-atoms