Una coppia di ricercatori, uno con la Southern University of Science and Technology, l'altro con l'Institute of Atomic and Molecular Sciences, ha sviluppato un mezzo per utilizzare le proprietà della vibrazione quantistica tra le molecole per accelerare le reazioni tra i composti. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature Chemistry , Huilin Pan e Kopin Liu descrivono come hanno usato le vibrazioni in alcuni tipi di molecole di metano per accelerare una reazione durante la miscelazione con il cloro usando il "controllo di fase quantistico".

Ricerche precedenti hanno dimostrato che le vibrazioni nelle molecole possono controllare il modo in cui reagiscono quando mescolate tra loro. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per estendere questo principio utilizzando alcune delle proprietà delle vibrazioni a livello quantistico, in particolare le vibrazioni accoppiate a Fermi. Il loro obiettivo era saperne di più su come la fase di una funzione d'onda avrebbe influenzato la reattività tra le molecole quando erano coinvolte vibrazioni accoppiate a Fermi. Sono descritti come la risonanza che si verifica quando c'è uno spostamento di intensità ed energie durante l'assorbimento di bande in uno spettro Raman. Sorgono a causa della miscelazione della funzione d'onda.

I ricercatori sapevano che per raggiungere il loro obiettivo, avrebbero dovuto superare il problema delle informazioni di fase che venivano confuse a causa delle forti interazioni. Ciò li ha portati a utilizzare l'imaging della mappa della velocità con capacità di suddivisione del tempo. Hanno usato un laser per eccitare le molecole di metano deuterato in una camera a vuoto e hanno inviato i risultati a un'altra camera piena di atomi di cloro. Quando le molecole si sono scontrate, si è formato acido cloridrico insieme a radicali metilici deuterati. I dispositivi di misurazione attaccati alle camere erano abbastanza potenti da misurare gli stati vibrazionali delle molecole, il che ha permesso ai ricercatori di osservare gli effetti di fase. Hanno scoperto che il grado di reattività nelle molecole accoppiate a Fermi è triplicato rispetto a quelle senza tale accoppiamento.

I ricercatori osservano che il grado di velocità di reazione era maggiore di quanto suggerito dalla teoria perché non prendeva in considerazione la fase quantistica della funzione d'onda. Suggeriscono che il loro lavoro espanda l'idea di utilizzare il controllo vibrazionale delle reazioni nel regno della meccanica quantistica. + Esplora ulteriormente

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