Хімік Тодд Краусс з Рочестерського університету займається питанням нових хімічних реакцій, які раніше були невідомими. Наприклад, щоб створити нові молекули потрібен каталізатор. Квантова механіка відкриває на галузі новий тип такого каталізатора – світло. Якщо експеримент виявиться успішним, то для вчених стануть відкритими нові хімічні реакції, які раніше було не просто невідомими, а навіть неможливими.
Цікаво Завдяки новому підходу вчені зможуть з'єднати квантові комп'ютери у мережу
Світло може грати роль каталізатора у хімічних реакціях / Фото University of Rochester
Детальніше про досліди Тодда Краусса
У рамках проєкту "Високий ризик" Тодд Краусс та його колеги отримали фінансування у розмірі 1,8 мільйона доларів. Це дозволило займатися "прорубанням вікна" до так званої "Нової хімії".
- Молекули утворюються шляхом хімічного зв'язку – обміну обертовими електронами. Змінюючи температуру або вводячи каталізатори, хіміки можуть управляти тим, як розподіляються електрони в молекулах. Ці взаємодії слідують основним правилам. Наприклад, зв'язку вуглець-хлор розриваються легше, ніж зв'язку вуглець-водень.
- Згідно з принципами квантової науки, яка займається фундаментальною природою атомів та субатомних частинок, світло складається з невеликих дискретних пакетів енергії.
- У проєкті "Високий ризик" планують помістити молекули в оптичний резонатор й використовувати ці дискретні пакети енергії для зміни енергетичних станів електронів у цільовій молекулі. Фактично, Краусс планує змінити просторові властивості електронів у молекулі.
- Наукова команда прагне використовувати застосування квантових принципів, щоб змінити правила розриву хімічних зв'язків, щоб дозволити різним зв'язкам руйнуватися та реформуватися по іншому. Це дозволить формувати міжмолекулярні зв'язки за новими принципами або створювати нові молекули.
Утворення невідомих хімічних реакцій є дуже перспективною справою для багатьох галузей. Наприклад, це стане корисним для виготовлення палива, фармацевтики чи виробництва полімерів та міндобрив.