Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Научные открытия

Специалисты Калифорнийского университета в Санта-Барбаре впервые продемонстрировали важную роль квантовой неразличимости в некоторых химических процессах даже при обычных температурах. Это позволит проводить совершенно новые химические реакции и пролить свет на прежде необъяснимые феномены.

В квантовой механике существует феномен неразличимости — когда две квантовых частицы невозможно отличить друг от друга, даже в принципе. Это происходит отчасти из-за невозможности определить точное положение квантовых частиц. Так что когда две частицы взаимодействуют в одной локации, невозможно понять, кто из них какая.

Благодаря этому феномену возможны лазеры, неразличимость ядер гелия-4 при низкой температуре приводит к сверхпроводимости, а неразличимость других ядер, например, рубидия, приводит к появлению конденсатов Бозе — Эйнштейна.

Однако, некоторые квантовые частицы не являются неразличимыми. Электроны, например, не могут находиться в одном состоянии, следуя принципу запрета Паули. Взаимодействия электронов, управляемые этим принципом, называются химией и также богаты на всевозможные феномены. Однако мир химии и мир неразличимых частиц долго считались полностью отделенными друг от друга. Неразличимость обычно случается при низкой температуре, тогда как химия требует относительно высоких, при которых объекты обычно теряют свои квантовые свойства. В результате химики долгое время с полным правом игнорировали эффекты квантовой неразличимости.

Но сейчас ученые из университета Санта-Барбары Мэтью Фишер и Лео Радзиховски перевернули химию с ног на голову, заявив, что некоторые квантовые свойства сохраняются и при высоких температурах. В частности, они указывают на квантовую когерентность атомных ядер. Физики знают, что спины ядер могут оставаться когерентными в течение минут или даже часов. Считается, что они не оказывают влияния на взаимодействие электронов в химических реакциях. Но это не так, утверждают ученые. Ядерные спины могут легко стать связанными с другими физическими свойствами, например, с тем, как вибрирует молекула. Когда так происходит, свойства неразличимости воздействуют на всю молекулу целиком. Особенно сильный эффект это явление оказывает на маленькие симметричные молекулы, такие как вода или водород.

Это открытие может играть важную роль, например, в ферментативном катализе, поскольку многие ферменты зависят от водорода, или в фракционировании изотопов. Также этот феномен может объяснить повышенную химическую активность реактивных видов кислорода и открывает для спинов ядер возможность воздействовать на биохимические молекулы в целом, пишет MIT Technology Review.

Год назад ученые того же университета обнаружили ранее неизвестную взаимосвязь между квантовой и классической физикой, а точнее, между классическим хаосом и квантовой запутанностью. Таким образом, с помощью квантовых систем можно будет изучать фундаментальные свойства природы.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Fiat Chrysler вошел в консорциум по разработке робомобилей
Беспилотный транспорт
На орбите Земли появятся биткоин-спутники
Биткоины
Ричард Брэнсон: «Государства способны платить людям БОД»
Мнения
Pelecoin теперь позволяет майнить сразу несколько криптовалют
Криптовалюты
Идеи
Гидропонная ферма выращивает 54 тонны томатов в неделю
В Швейцарии начнут продавать бургеры из насекомых
Еда будущего
Почему в Японии не боятся роботов, отнимающих рабочие места
Роботизация
Рынок хранения электроэнергии в США вырастет в десять раз к 2020 году
Хранение энергии
На Google Home появились бесплатные звонки по США и Канаде
Тренды
Ford представил электрический фургон для DHL
Кейсы
Waymo запатентовала автомобиль с кнопкой вместо руля
Беспилотные автомобили
Гибкий ионистор заменит батареи в фитнес-браслетах
Новые материалы
Криптовалюты
«Биткойн мог бы стать мировой резервной валютой, но не станет»
Пекинский стартап выпустил программируемого робота-гексопода
Робототехника
Энергетические стартапы в США продают электромобили по цене Lada Vesta
Чистая энергия
«Роботы разрушат социум бедных стран и вызовут волну миграции»
Образование будущего
Мнения
«Квантовый интернет появится к 2030 году»
Соцсеть на блокчейне платит пользователям за посты
Идеи
Страховая компания раздаст клиентам смартчасы Apple
Тренды
Tesla установит в домах розетки для электромобилей
Тренды
Стартап создаст самый большой «зеленый» дата-центр в мире
Идеи
RFID-метки сделают дешевле технологии умного города
Умный город
Оксфордские ученые открыли новый метод 3D-печати живых тканей
Идеи
Новая камера оснастит 3D-зрением смартфоны и робомобили
Виртуальная реальность
Эндрю Ын запускает ИИ-фонд на $150 млн
Искусственный интеллект
Изобретен материал, который охлаждает себя сам
Материалы будущего
Samsung запатентовал Galaxy Note со встроенным алкотестером
Тренды
Беспилотный транспорт
Российская компания показала испытания беспилотного комбайна
Лондон станет первым в мире городом — национальным парком
Кейсы
Умные замки LockState заблокировались после обновления ПО
Кейсы
Uber обновил версию своего приложения для бизнеса
Тренды
В Германии протестировали первую электростанцию-аккумулятор
Хранение энергии
Создан метод управления фотосинтезом, который поможет накормить мир
Борьба с голодом
Ученые распечатали лабораторию на чипе размером менее 100 мкм
Микроэлектроника
Энергетика
Нефтяные корпорации начали инвестировать в чистую энергетику
В Иннополисе пройдет первая конференция Innovate or Die
Цифровая трансформация
Аккумуляторы
На смену литий-ионным батареям придут цинково-воздушные
«Нейроинтерфейсы лишат людей когнитивной свободы»
Мнения
Китайская компартия создаст комитет для надзора за дата-центром Apple
Свобода интернета
Eva — самый доступный по цене промышленный робот
Робототехника
Победитель чемпионата по Call of Duty получил $1,5 млн
Кейсы
Разработана «заплатка» для сердца и других органов
Медицина будущего
Билл Гейтс пожертвовал на благотворительность рекордные $4,6 млрд
Кейсы
Китай учится уважать чужие патенты и защищать свои
Интеллектуальная собственность
Рост минимальной зарплаты повышает риск автоматизации
Тренды
Жидкая биопсия станет доступной уже в 2018 году
Идеи
Continental заново изобрела колесо
Кейсы
В США число роботов на заводах выросло на 20% за 5 лет
Автоматизация
Мнения
8 наций, которым грозит вымирание
ИИ автоматизирует сбор отпечатков пальцев на месте преступления
Идеи
Бот пишет новости за 2-3 секунды после завершения матча
Робо-журналистика
В роботакси Lyft будут работать люди, но не в качестве водителей
Идеи
ИИ избавит потоковое видео от подвисаний
Искусственный интеллект