Химик Тодд Краусс из Рочестерского университета занимается вопросом новых химических реакций, которые ранее были неизвестными. Например, чтобы создать новые молекулы, нужен катализатор. Квантовая механика открывает на отрасли новый тип такого катализатора – свет. Если эксперимент окажется успешным, то для ученых станут открытыми новые химические реакции, которые ранее были не просто неизвестными, а даже невозможными.

Интересно Благодаря новому подходу ученые смогут соединить квантовые компьютеры в сеть

Квантова механіка
Свет может играть роль катализатора в химических реакциях / Фото University of Rochester

Подробнее об опытах Тодда Краусса

В рамках проекта "Высокий риск" Тодд Краусс и его коллеги получили финансирование в размере 1,8 миллиона долларов. Это позволило заниматься "прорубкой окна" к так называемой "Новой химии".

  • Молекулы образуются путем химической связи – обмена вращающимися электронами. Изменяя температуру или вводя катализаторы, химики могут управлять тем, как распределяются электроны в молекулах. Эти взаимодействия следуют основным правилам. Например, связи углерод-хлор разрываются легче, чем связи углерод-водород.
  • Согласно принципам квантовой науки, которая занимается фундаментальной природой атомов и субатомных частиц, свет состоит из небольших дискретных пакетов энергии.
  • В проекте "Высокий риск" планируют поместить молекулы в оптический резонатор и использовать эти дискретные пакеты энергии для изменения энергетических состояний электронов в целевой молекуле. Фактически, Краусс планирует изменить пространственные свойства электронов в молекуле.
  • Научная команда стремится использовать применение квантовых принципов для изменения правил разрыва химических связей, чтобы позволить различным связям разрушаться и реформироваться по-другому. Это позволит формировать межмолекулярные связи по новым принципам или создавать новые молекулы.

Образование неизвестных химических реакций является очень перспективным делом для многих отраслей. Например, это станет полезным для изготовления топлива, фармацевтики или производства полимеров и минудобрений.