Физики смогли непосредственно пронаблюдать квантовые эффекты

Физики смогли непосредственно пронаблюдать квантово-механические эффекты. Ученые провели химическую реакцию при столь низких температурах, что случайные столкновения молекул не маскировали квантовых причин реакции. Статья ученых опубликована в журнале Science. Ее краткое изложение приведено на портале Physics World.

В основе всех химических реакций лежат квантово-механические эффекты, однако наблюдать их при комнатных температурах невозможно. Для того чтобы увидеть "работу" квантовой механики, ученые исследуют системы, охлажденные практически до температуры абсолютного ноля.

В данной работе физики использовали молекулы калия и рубидия. Они помещали охлажденную смесь молекул в градиент магнитного поля (магнитная ловушка), где они "прижимались" друг к другу. Окончательно связь формировалась под воздействием лазера. В зависимости от особенностей процесса получения молекул KRb (соединение атомов калия и рубидия) все они могли находиться в одном или различных квантовых состояниях.

При столкновении молекул KRb может происходить реакция, в результате которой образуются молекулы Rb2 и K2. Выделяющаяся при реакции энергия "выбрасывала" эти молекулы из магнитной ловушки. Определяя, сколько молекул KRb осталось в ловушке, ученые оценивали интенсивность протекания реакции. Оказалось, что при температуре 500 нанокельвинов (за абсолютный ноль принято значение ноля кельвинов, или минус 273,15 градуса Цельсия) значительно меньше молекул KRb реагируют между собой.

Молекулы KRb могут прореагировать в том случае, если они находятся в различных квантовых состояниях. Если же квантовое состояние молекул одинаково, для протекания реакции необходимо преодолеть энергетический барьер. Это можно сделать при помощи процесса, названного туннелированием. Ученые показали, что при повышении температур вероятность преодоления энергетического барьера молекулами, находящимися в одинаковом квантовом состоянии, увеличивается, и число прореагировавших молекул возрастает.

Новая работа поможет физикам детально изучить влияние квантово-механических эффектов на протекание химических реакций. Кроме того исследование имеет и важное практическое значение. Разработанная исследователями система позволит ученым усовершенствовать методы работы с молекулами при сверхнизких температурах, в частности снизить число нежелательных реакций.

Недавно другой коллектив исследователей показал, что квантово-механические эффекты можно наблюдать невооруженным глазом. На данный момент эта работа носит сугубо теоретический характер.

Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
Звон мечей
Лучшая ролевая игра со времен Morrowind и «Ведьмака»: Kingdom Come: Deliverance
Огненный демон
Смертоносное оружие России держит в страхе Европу и США
Луис Глазман «Битва при Ситке»Обойдемся
Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
«Они звали Гитлера герр Маляр»
Фашистка, нацистка, красавица: скандальная жизнь самых известных сестер Британии
«В школе мне часто приходилось терпеть унижения»
Жан Дюжарден о природе своей комедии и жизни после «Оскара»
На катере к твоей матери
Ирландец годами караулил подростков на пристани
Травмируй меня нежно
Самоубийства и сексуальные фантазии в 35 лучших зарубежных книгах сезона
Доктор смерть
Он качал из людей кровь и создал армию колдунов, чтобы держать в страхе Гаити
За заслуги
Вещи, которые спасут защитников Отечества от холода, скуки и опозданий
«Если араб не воюет, он дрифтует»
Богатым арабам джихад не нужен. Они любят бешеную скорость и наркотики
Книга мемов: почему Tesla все-таки крутая
Все хорошее, что придумала и сделала компания Илона Маска
Сегодня ничего не произошло
Длительный тест Hyundai Sonata: итоги, конкуренты, стоимость владения
Тест: угадай машину знаменитости
Вспоминаем, какие тачки стоят в гаражах звезд шоу-бизнеса
Продано! Машины, раскупленные еще до премьеры
Невероятные автомобили, которые скупили до начала продаж