Las reglas cuánticas que forman una colisión molecular ahora están llegando al foco, que ofrece nuevas ideas para la química y la ciencia del contenido.
Cuando el INO choca con superficies, existe un complejo intercambio de energía entre las moléculas de composición de la superficie y los átomos. Pero debajo de esta complejidad del estado de ánimo, la mecánica cuántica, que celebra sus 100Tercero El cumpleaños de este año va al proceso.
La intervención cuántica, en particular, juega un papel clave. Esto sucede cuando pueden tomar diferentes caminos en los que puede tomar una supervisión de la UNO, lo que resulta en muestras específicas de conversación: algunas rutas aumentan entre sí, mientras que otras se cancelan por completo. Afecta la “danza de las olas” cómo los INOE intercambian energía y velocidad con las superficies, y finalmente reaccionan de manera efectiva.
Pero hasta ahora, observar la intervención cuántica en una colisión superficial con moléculas pesadas como el metano (CH4) Era muy imposible debido a la gran cantidad de sistema disponible para el sistema para alcanzar diferentes resultados de la colisión. Muchos científicos también se han preguntado si todos los efectos cuánticos siempre se “lavarán” para estos procesos para que las leyes simples de la física clásica, que se aplican diariamente, los elementos “macroscópicos”, pueden ser suficientes para explicarlas.
Para abordar el desafío de la intervención cuántica en la colisión a nivel de metano, con colegas en Alemania y Estados Unidos, los investigadores del grupo Rinnerback en el EPFL han desarrollado una forma de eliminar esta complejidad. Vincularon las moléculas de Matheen con estados cuánticos específicos, dispersos del nivel de oro (AU) y midieron sus estados después de la colisión.
Resultados, publicados en CienciaSe revelaron patrones claros de interferencia cuántica, desafiando los conceptos de comportamiento molecular y proporcionando nuevas formas de estudiar estas interacciones.
Oro
El equipo no solo usó oro para actuar como un nivel disperso. Usaron muestras de oro cuidadosamente para ser perfectamente cristalales y luego cortaron una cierta dirección para mostrar la superficie llamada “Come (111), que es nuclear y enraizada químicamente. También mantuvieron la superficie en un espacio extremadamente alto durante los experimentos para que el gas pueda prevalecer en condiciones comunes.
La extraordinaria adulación y la limpieza de la superficie de Au (111) aseguraron que el comportamiento disperso observado se creó a partir de los aspectos básicos de onda cuántica en lugar de irregularidades o impurezas de la superficie aleatoria, que permiten al equipo centrarse completamente en los efectos de la intervención.
Enfoque láser
Luego, los investigadores utilizaron una técnica láser para controlar los estados cuánticos de las moléculas de metano antes de colisionar con el nivel de oro, y después de la colisión, la cantidad de la ocupación de las moléculas. Las moléculas de metano están naturalmente en la mezcla de varios estados de energía, lo que significa que su vibración y circulación internas son diferentes. Por lo tanto, para garantizar que todas las moléculas comenzaran el mismo pozo en el estado cuántico bien definido, los investigadores descartaron por primera vez el láser de la bomba en el haz de las moléculas de metano, y las hicieron interesantes en un estado cuántico bien definido.
Luego creó una antigua ven (111) en la superficie del haz de Mateo, donde chocaron y dispersaron. Después de la colisión, el equipo se dirigió a las moléculas dispersas, con los niveles de energía específicos del láser. Si alguien estaba en el patrimonio cuántico, absorbió la energía del láser, lo que condujo a un pequeño cambio en la temperatura de las moléculas dispersas, que los investigadores pueden medir con un detector altamente sensible llamado bidómetro.
Intervención cuántica revelada
Los científicos utilizaron el método para descubrir qué Quantum había incautado las moléculas de metano después de colisionar con los niveles de oro. Cuando comparó sus resultados con la teoría cuántica, descubrió que el equilibrio decía qué transferencia estaba permitida y cuáles fueron prohibidas.
En términos simples, el equilibrio describe que cuando algo es lo mismo cuando giran, giran o reflexiona. En el mundo cuántico, las moléculas tienen un equilibrio especial en cada estado, y la transición entre los estados debe seguir las reglas de equilibrio severo.
Si Matheen Anu tenía un equilibrio contradictorio en dos estados, entonces diferentes rutas entre los dos estados se cancelaron entre sí. En este caso, la transición no fue solo, como tratar de atravesar una puerta que conduce a una pared de ladrillos. Pero cuando había un equilibrio equilibrado en los Estados Unidos, las rutas se promovieron entre sí y la transición fue fuerte y claramente visible, ya que las puertas rectas entre la habitación permiten movimientos suaves. Confirmó que la intervención cuántica no es solo un concepto abstracto, sino que controla activamente el comportamiento molecular en la superficie.
Conexión de doble hendidura
En su disertación, los autores dibujan una hermosa imitación de la famosa experiencia en la ranura doble, donde las partículas como los electrones producen muestras de interferencia cuando pasan a través de dos ranuras, comportándose como ondas, así como las moléculas de metano han mostrado interferencia (ver la imagen).
En particular, el estudio oculta una nueva forma de interferencia cuántica en el abuso sexual. A diferencia de la interferencia de “discriminación” cada vez más familiar que afecta los ángulos dispersos (como en una experiencia de doble ranura), la interferencia aquí afecta las moléculas de metano y los estados de vibración, y suprime algunas transiciones al aumentar otras.
La investigación se ha exhibido 100 años después de la afluencia de mecánica cuántica, un claro ejemplo de los efectos de la onda cuántica en la interacción a nivel INO allanó el camino para el progreso en la química de la superficie, los catalizadores de energía más limpios y los procesos industriales efectivos. También proporcionan un nuevo marco para encontrar interacción molecular en ciencias básicas y aplicables.
