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
Устройства умного дома приведут к расцвету «невидимых платежей»
Умный дом
Ученые МТИ ускорили кэширование данных
Микроэлектроника
Microsoft выходит на рынок умных колонок
Умный дом
Создана вакцина, способная навсегда победить пневмонию
Идеи
Инфракрасное излучение поможет искать внеземную жизнь
Жизнь в космосе
ИИ IBM Watson занялся торговлей на бирже
Фондовый рынок
Искусственный интеллект
Машинное обучение приведет к экономическому гиперросту
Ученые скопировали дизайн для солнечной пленки у бабочек
Солнечная энергия
Walmart видит будущее в VR-шоппинге
Виртуальная реальность
IBM симулировала 56-кубитный квантовый компьютер
Квантовые компьютеры
FDA одобрила новый 5-минутный тест на аллергию по капле крови
Идеи
Фабрика 3D-печати наняла робота для ночной смены
Тренды
Инвестиции
SoftBank инвестирует $880 млрд в технологии будущего
Blockchain & Bitcoin Conference: все о блокчейне, ICO и криптовалютах
Кейсы
ВЭФ: «Доступность биотехнологий создает условия для биотерроризма»
Мнения
Tesla построит фабрику в Шанхае
Электромобили
Нейроинтерфейс NeuroPlus помогает победить синдром дефицита внимания
Нейроинтерфейс
Tesla установит Powerpack на солнечно-ветровой станции в Австралии
Хранение энергии
Биометрия
Visa заменит пин-коды системой распознавания лиц
Переход на электротранспорт только начался
Транспорт будущего
В ОАЭ появилась должность министра по ИИ
Искусственный интеллект
Manta5 — водный эквивалент электровелосипеда
Технологии развлечений
30-летний эксперимент подтвердил бесконечность эволюции
Теория эволюции
Умный дом
Представлен концепт плавучего, полностью автономного дома
Роботрактор совершит переворот в строительстве
Роботы-строители
Гигантские 3D-принтеры удешевят создание ракет в 10 раз
3D-технологии
Генная терапия для лечения лимфомы получила одобрение FDA
Генная терапия
Домашний интернет удалось ускорить до 10 Гбит/с
Идеи
Google вкладывает в Lyft $1 млрд для совместной разработки робомобилей
Кейсы
Новая технология позволит редактировать гены клеток мозга
Исследования мозга
МТИ начал выдавать дипломы на блокчейне
Блокчейн-технологии
К концу года мощность солнечной энергетики Китая достигнет 50 ГВт
Тренды
Тим Кук лично ответил поклоннику Mac mini о будущем модели
ИТ-компании
Тренды
Amazon станет первой в мире компанией, которая стоит $1 трлн
Молекулы-самоубийцы могут защитить нас от рака
Борьба с раком
Blue Origin впервые провела огневые испытания своего двигателя BE-4
Частный космос
Уникальная бетонная крыша превращает жилой дом в электростанцию
Солнечная энергетика
Toyota Sora — новый водородный автобус для гостей Олимпийских игр
Транспорт будущего
Ученые создали двумерный «идеальный» транзистор
Новая электроника
Huawei добилась 20 Гбит/с в испытаниях 5G Dual Connectivity
Переход на 5G
Сингапурские ученые делают фотоэлементы из меди, цинка и олова
Энергия солнца
Транспорт будущего
Маск купил еще одну буровую машину и роет тоннель в Вашингтон
В Швеции выбрали место для строительства конкурента Gigafactory
Тренды
Россия получила рекордное количество медалей на World Skills 2017
Кейсы
Эндрю Ын возглавил стартап, разрабатывающий чатбота-психотерапевта
Кейсы
Блокчейн может трансформировать сферу туризма
Блокчейн-технологии
Водоросли помогли улучшить органические солнечные элементы
Солнечная энергия
Veo Robotics переложит тяжелый труд на плечи роботов
Робототехника
Соцпособия будущего
Блокчейн и криптовалюты совершат революцию в БОД