دقیق‌ترین واکنش شیمیایی چگونه به‌دست آمد؟
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان به تازگی دقیق‌ترین و کنترل‌شده‌ترین واکنش شیمیایی جهان را انجام داده‌اند؛ در پی این واکنش، دو اتم از عناصری که در حالت عادی، یک مولکول را تشکیل نمی‌دهند، به یکدیگر پیوند می‌خورند. این دو عنصر سدیم و کازیوم هستند که به شکل جالبی یک مولکول آلیاژ مانند به وجود آوردند.
افزون بر این، چنین روش تولیدی می‌تواند راه را برای ایجاد نوعی از مواد هموار سازد که شاید در فناوری‌های آینده به آن‌ها نیاز داشته باشیم. گروهی از دانشمندان دانشگاه هاروارد از ابزارهای لیزری برای دستکاری اتم‌های دو فلز قلیایی استفاده کردند و از فوتونی برای کمک به آن‌ها، برای پیوند در یک مولکول بهره جستند.
واکنش‌های شیمیایی گاهی با موفقیت و گاهی هم با شکست روبه‌رو می‌شوند که طی آن تعداد قابل توجهی از اتم‌ها تحت شرایط مناسب در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و احتمالاً بر قسمت‌های بقیه‌ی واکنش تاثیر می‌گذارد. اگر ترکیب عناصر مطابقت خوبی با یکدیگر داشته باشند، این روشِ واکنش‌های شیمیایی به خوبی و خوشی پیش می‌رود. اما وقتی دانشمندان بخواهند واکنش عجیب و غریبی را انجام دهند، باید قوه‌ی خلاقیت‌شان را به کار بگیرند. سدیم و کازیوم هر دو در گروه یکسانی از جدول تناوبی عناصر یافت می‌شوند؛ آن طور که شاید از دوره‌ی دبیرستان به یاد داشته باشید، این بدان معناست که آن‌ها ویژگی‌های واکنشی مشابهی دارند.
این عناصر به راحتی در کنار یکدیگر قرار گرفته و به عنوان مولکول به هم می‌چسبند. ویژگی‌های الکتریکی قطبی مولکول سدیم-کازیوم می‌تواند برای ذخیره‌سازی حالات کیوبیت کوانتومی برهم‌نهی مفید باشد؛ حالاتی که به راحتی با سایر مولفه‌ها وارد برهم‌کنش می شوند. این ذخیره‌سازی کیوبیت به اضافه برهم‌کنش می‌تواند به شدت در فناوری‌های آینده مورد استفاده قرار بگیرد.
پردازش اطلاعات کوانتومی یکی از چیزهایی است که علاقمندان بسیاری را به‌خود جلب کرده است. غیرمحتمل را نمی‌توان به‌عنوان غیرممکن تعبیر کرد. اگر این دو اتم با انرژی مناسبی در نزدیکی یکدیگر قرار بگیرند، پیوندی به وجود می‌آید. برای حصول این ترکیب عالی از انرژی و زمان بندی، محققان اتم‌ها را در محفظه‌های مغناطیسی - نوری نگه داشتند و سپس آن‌ها را تا یک درجه بالای صفر مطلق سرد کردند. آن‌ها از یک جفت لیزر برای ایجاد نوعی اثر الکتریکی استفاده کردند؛ این عامل باعث شد هر کدام از اتم‌ها به سمت فوکوس لیرز حرکت کنند. این دو اتم می‌توانند به راحتی با یکدیگر برخورد کنند. البته هیچ تضمینی وجود ندارد که آن‌ها به یکدیگر پیوند بخورند. یکی از محققان با بهره‌گیری از پالس‌های لیزری مناسب از پس این کار بر آمد.
ماحصل این کارها، پیوند خفیفی میان دو اتم در حالت کوانتومی یکسان است که جزئیات خوبی در اختیار محققان قرار می‌دهد تا بفهمند چه اتفاقی در چنین سطحی روی می‌دهد. به گفته‌ی محققان، گام بعدی ایجاد مولکول‌های پایدارتر با ترکیب آن‌ها در یک حالت است. حالا که محققان نشان داده‌اند چنین چیزی ممکن است، به احتمال زیاد محققان بیشتری این فرایند را دنبال خواهند کرد. بررسی‌های آزمایشی برای اولین بار نشان می‌دهد که یک فرایند واکنش شیمیایی می‌تواند کنترل شود. کنترل برهم‌کنش‌های مولکولی در اساسی‌ترین سطح از جمله اهداف طولانی مدت در علم فیزیک بوده است.
این مقاله در مجله معتبر Science منتشر شده است.
نوشته: مایک رائه
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد