Breaking News

Breaking

Post Top Ad

Your Ad Spot

Tuesday, March 8, 2022

يوجه الفيزيائيون التفاعلات الكيميائية عن طريق المجالات المغناطيسية والتداخل الكمي

الفيزيائيون يوجهون التفاعلات الكيميائية بالمجالات المغناطيسية والتداخل الكمي |  أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

طور الفيزيائيون في مركز MIT-Harvard للذرات فائقة البرودة نهجًا جديدًا للتحكم في نتائج التفاعلات الكيميائية ، باستخدام تغييرات دقيقة في المجال المغناطيسي لإجراء تغييرات طفيفة على وظيفة الموجة الميكانيكية الكمومية للجسيمات المتصادمة أثناء التفاعل الكيميائي. الائتمان: مجموعة Ketterle / MIT CUA

طور الفيزيائيون في مركز MIT-Harvard للذرات فائقة البرودة (CUA) نهجًا جديدًا للتحكم في نتائج التفاعلات الكيميائية. يتم ذلك تقليديًا باستخدام محفزات درجة الحرارة والمواد الكيميائية ، أو مؤخرًا باستخدام المجالات الخارجية (المجالات الكهربائية أو المغناطيسية ، أو أشعة الليزر).

أضاف علماء الفيزياء في MIT CUA الآن تطورًا جديدًا إلى هذا: لقد استخدموا تغييرات دقيقة في مجال مغناطيسي لإجراء تغييرات طفيفة على وظيفة الموجة الميكانيكية الكمومية للجسيمات المتصادمة أثناء التفاعل الكيميائي. يوضحون كيف يمكن لهذه التقنية أن توجه ردود الفعل إلى نتيجة مختلفة: تعزيز أو قمع ردود الفعل.

كان هذا ممكنًا فقط من خلال العمل في درجات حرارة منخفضة للغاية عند جزء من المليون من الدرجة فوق الصفر المطلق ، حيث تصادمات و تحدث في حالات الكم المفردة. تم نشر بحثهم في علم في 4 مارس.

أعد باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا CUA سحابة شديدة البرودة بمزيج من ذرات الصوديوم وجزيء ثنائي الذرة وليثيوم الصوديوم في حالة كمية محددة حيث تمت محاذاة (أو لف) الإلكترونات بواسطة مجال مغناطيسي قوي.

لوحظ وجود تفاعلات كيميائية من اضمحلال عدد الجزيئات المتبقية. عندما قام الباحثون بتغيير المجال المغناطيسي ، وجدوا تغيرات جذرية في معدل التشتت التفاعلي بطريقة لم يتم ملاحظتها من قبل. تغير معدل التفاعل بسبب صدى بين حالتين كميتين للجسيمات المتصادمة ، تسمى رنين Feshbach.

يوضح Wolfgang Ketterle ، أستاذ الفيزياء في John D. MacArthur في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ورئيس فريق MIT CUA ، “منذ أكثر من 20 عامًا ، لاحظت مجموعتي صدى Feshbach الأول في مكثفات Bose-Einstein ، وهو شكل شديد البرودة من الذرات مهم. إنه لأمر مدهش أن نرى أنه يمكن الآن استخدام هذه الظاهرة للتحكم في الكيمياء “.

العناصر الأساسية هي التغييرات في مرحلة الدالة الموجية للذرات والجزيئات عندما تصطدم. يمكن أن تنطوي التصادمات في درجات حرارة منخفضة للغاية على ارتدادات متعددة ذهابًا وإيابًا. الكم يحدث بين تأثيرات هذه الارتدادات ، والتي يمكن أن تكون بناءة أو مدمرة (اعتمادًا على مرحلة الدالة الموجية) ، وتعزز أو تمنع ردود الفعل بواسطة عوامل تبلغ حوالي 100.

يقول Hyungmok Son ، وهو طالب دراسات عليا سابق في CUA والمؤلف الرئيسي للدراسة ، “إن التداخل الكمي يماثل تداخل الضوء في التجويف البصري ، أو شعاع الليزر الذي يرتد بين مرآتين.” يمكن أن يشرح سون جميع الملاحظات باستخدام بعض المعادلات البسيطة التي تستند إلى هذا التشبيه البصري. يضيف سون: “أعطانا هذا التحليل معلومات ميكروسكوبية حول عملية التشتت التفاعلي ، والتي لا يمكن الحصول عليها من الحسابات فقط”.

“في الوقت الحالي ، ندرس أنظمة بسيطة – جزيء ثنائي الذرة وذرة ، لأن الجزيئات الأكبر سيكون من الصعب التحكم فيها ووصفها. والهدف طويل المدى لبحثنا هو تحسين فهمنا لكيفية التحكم في العمليات الكيميائية في الأنظمة والبيئات الأكثر عمومية “، يضيف Ketterle.

شارك في تأليف الورقة كل من سون وكيتيرل وطلاب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جوليانا بارك ويوكون لو ، الأستاذ السابق لما بعد الدكتوراة آلان جاميسون من جامعة واترلو ، والبروفيسور تيجس كرمان من جامعة رادبود في نيميغن بهولندا. جميعهم باستثناء كارمان كانوا أو كانوا باحثين في مركز MIT-Harvard للذرات فائقة البرودة. ينتمي فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى قسم الفيزياء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومختبر أبحاث الإلكترونيات (RLE).


إظهار صدى فيشباخ بين أيون واحد وذرات شديدة البرودة


معلومات اكثر:
هيونغموك سون وآخرون ، التحكم في التصادمات التفاعلية عن طريق التداخل الكمي ، علم (2022). DOI: 10.1126 / science.abl7257

الاقتباس: الفيزيائيون يوجهون التفاعلات الكيميائية بواسطة المجالات المغناطيسية والتداخل الكمي (2022 ، 8 مارس) تم استرجاعه في 9 مارس 2022 من https://phys.org/news/2022-03-physicists-chemical-reactions-magnetic-fields.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

No comments:

Post a Comment

Powered by Blogger.

Search This Blog

Post Top Ad