کشف مکانیسم جدیدی برای کنترل واکنش های شیمیایی فوق سرد

0

محققان مکانیسم تداخلی جدیدی برای واکنش های شیمیایی فوق سرد کشف کرده اند که کاربردهای تکنولوژیکی بسیار مهمی در اندازه گیری های دقیق مانند سنسورها و محاسبات کوانتومی دارد. با دیپ لوک همراه باشید….

بهتر دیدم قبل از توضیح موضوع این مقاله ی جدید، در مورد شیمی سرد و فوق سرد توضیح مختصری دهم. شیمی فوق سرد، بررسی واکنش های شیمیایی در دماهای میلی کلوین و شیمی فوق سرد، بررسی واکنش ها در دماهای میکرو کلوین و پایین تر است. در این دماها، حرکت ملکول ها بسیار آهسته می شود. نمودار و ارقام زیر را ببینید.

در دماهای اتاق و سرد:سرعت ملکول های فوق سرد

 

 

در دماهای فوق سرد:

سرعت ملکول های در دمای سرد

 

کم شدن سرعت، یک ویژگی کلاسیکی است، اما همه چیز به اینجا ختم نمی شود، ویژگی های کوانتومی جالبی در این دماها بروز می یابند، به عنوان مثال، دوگانگی موج-ذره بسیار مهم می شود. اگر طول موج دوبروی (p=h/λ) در مقایسه با ابعاد ملکولی (محدوده ی برهمکنشی)، بزرگ باشد، اثرات موجی بر رفتار ارتعاشی حکمفرما خواهند شد. به عنوان مثال، همانطور که در ارقام زیر می بینید، در ۳۰ میلی کلوین، طول موج دوبروی آمونیاک بزرگتر از ابعاد ملکولی آن می شود.

طول موج ملکول ها در دماهای فوق سرد

کشف مکانیسم جدیدی برای کنترل واکنش های شیمیایی فوق سرد

به موضوع مقاله ی امروز برمی گردیم: در سالهای اخیر سرد کردن و به دام انداختن ملکول ها پیشرفت فوق العاده ای داشته و به ابداع روش کاملاً جدیدی برای مطالعه ی واکنش پذیری شیمیایی در دماهای زیر میکرو کلوین کمک کرده است. شیمی فوق سرد، ویژگی های کوانتومی جالبی را نشان می دهد که به کمک آن می توان واکنش ها را مجبور به رخ دادن یا ندادن نمود. واکنش های شیمیایی در دماهای فوق سرد، ویژگی های کوانتومی منحصربفردی دارند که در دمای نرمال اتاق بروز نمی یابند. این ویژگی ها باعث می شود سرعت واکنش های شیمیایی فوق سرد قابل مقایسه با سرعت واکنش های در دمای اتاق یا حتی بزرگتر از آن باشند.

همانطور که میدانید یک واکنش می تواند از مسیرهای مختلفی انجام شود. حالا دانشمندان مکانیسم جدیدی را برای کنترل واکنش های شیمیایی فوق سرد یافته اند که مبنی بر تداخل بین دو مسیر واکنش است. یعنی مسیرهای متفاوت واکنش، درست مانند امواج به یکدیگر اضافه شده و با هم تداخل می کنند. این تداخل می تواند سازنده یا مخرب باشد.

تداخل مسیر واکنش

در دماهای فوق سرد، تداخل بین مسیرها به طور چشمگیری افزایش یافته و به ماکسیمم (تداخل سازنده) یا مینیمم (تداخل مخرب) مقدار مجاز می رسد. دانشمندان به کمک این مکانیسم جدید و با اعمال میدان های مغناطیسی یا الکتریکی خارجی، می توانند واکنش را وادار به رخ دادن یا رخ ندادن کنند. در واقع آنها می توانند با تنظیم میدان ها کاری کنند که تداخل سازنده رخ داده و واکنش انجام شود. از طرفی می توانند با تداخل مخرب مسیرهای واکنش، از انجام آن جلوگیری کنند. در نتیجه دانشمندان از این تداخل کامل مسیرهای واکنش در دماهای فوق سرد به عنوان سوییچی برای خاموش یا روشن کردن واکنش ها استفاده می کنند. این مکانیسم جدید، یکی از ویژگی های عمومی واکنش های شیمیایی فوق سرد بوده و نقشی حیاتی در کاربردهای تکنولوژیکی آنها بازی خواهد کرد.

منبع: phys.org 

برای آگاهی از تازه ترین مقالات دیپ لوک، ایمبل خود را در فیلد زیر وارد کنید: [wysija_form id=”1″]

زاده ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است.او علاقمند به دنیای کوانتوم، تکنولوژی، فوتبال و موسیقی (رپ/راک) بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز، بیگ تم و ماهنامه GB جی اس ام مشغول است.

ارسال نظر


*