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 3 раза в день

Новый 3D-микроскоп показал, как функционируют иммунные клетки. Это очень похоже на «Звездный путь»!
Кейсы
Туманность Лагуна: Как выглядит одно из самых красивых межзвездных облаков во Вселенной
Космос
Три польских архитектора предложили концепт складного небоскреба-оригами
Идеи
Как устроены современные криптофермы?
Блокчейн
Тренды
Авиакомпания «Победа» намерена внедрить в самолеты стоячие места
РБК: Роскомнадзор блокирует Telegram из-за планов Павла Дурова создать криптовалюту TON
Запрет Telegram
Проект EarthNow разрабатывает камеру, с помощью которой можно увидеть себя в реальном времени из космоса
Космос
Sony и Университет Карнеги—Меллона разработают кулинарного робота
Тренды
Роскомнадзор начал блокировать IP-адреса Azure — облачного хостинга Microsoft
Тренды
Крым может стать первым российским регионом, выпустившим свою криптовалюту
Блокчейн
Роботов научили идеально собирать мебель из Ikea. Теперь жизнь станет чуточку легче!
Тренды
Тренды
Генная инженерия против рака, голода и смерти
В Казани разрабатывают собственный мессенджер Telem — аналог Telegram
Тренды
Volocopter представила концепцию остановок для аэротакси на крышах. И это очень красиво!
Кейсы
В Швейцарии появился экзоскелет для управления дроном FlyJacket
Тренды

Что такое deep learning и почему о нем все говорят?

Тренды
Московские власти начали внедрять в метро и ЖД-станциях систему распознавания лиц
Тренды
В Амстердаме представили капсулу смерти Sarco — машину, которая позволит человеку убить себя одной кнопкой
Кейсы
Кейсы
Ученые случайно нашли бактерию, разлагающую пластик за несколько дней
Павел Дуров пообещал многомиллионное финансирование администраторам VPN-сервисов
Кейсы
Telegram снова доступен в России. Без использования VPN-сервисов для обхода блокировки
Идеи
Будущее наступило: 5 новейших технологий вокруг нас
Тренды
Илон Маск рассказал, что Tesla слишком надеялась на роботов в производстве. А зря!
Мнения
Медиа и доставка: Почему запуск СМИ нужно начинать с дистрибуции
Мнения
Как выглядят первые солнечные крыши от Tesla на настоящих домах
солнечные батареи
Обзор: игры будущего
Тренды
Технологии из сериалов, которые становятся реальностью
Тренды
Мнения
Telegram: 4 причины, почему его нельзя блокировать

FAQ: Что нужно знать о безопасности в интернете

Тренды
Cтив Возняк: «Искусственный интеллект всегда будет нуждаться в человеке»
Мнения
Будущее роботов: как машины приходят в дома, в медицину и на производство
Тренды
Алекс Жаворонков, Insilico Medicine: Как нейросети создают пилюлю от старения
Тренды
Мнения
Основатель ABBYY Давид Ян — о «злом» искусственном интеллекте и рецепте мирового лидерства
Кибернетик Джозеф Браун: Мы строим роботов, потому что нам нужны рабы
Мнения
Инженер будущего: программист, врач и дрессировщик ботов
Мнения
Drupal исправила критическую уязвимость CMS, позволяющую взломать 1 млн сайтов
Кейсы
Первый дрон «Почты России» врезался в дом сразу после вылета
Тренды
Обломки китайской орбитальной станции «Тяньгун-1» упали в Тихий океан
Технологический прорыв
«Почта России» впервые доставит посылку беспилотником
Дроны-курьеры
Газпромбанк начнет работать с криптовалютой
Тренды
Google закрывает goo.gl — сервис для сокращения ссылок
Кейсы
Научное открытие
Ученые изобрели эластичный клей. Он заживляет раны за минуту
Test4startup: нейросеть, помогающая оценить идеи для бизнеса
Кейсы
В России появились тарифы без голосовой связи
Кейсы
Научное открытие
Обнаружена галактика, в которой нет темной материи. Раньше считалось, что это невозможно
В работе Telegram произошел сбой
Кейсы
Китайская компания Baidu представила мгновенный карманный переводчик
Технологический рывок
Ford разработает обмен информацией между машинами на базе блокчейна для избежания пробок
Тренды
Китайская орбитальная станция упадет на Землю 1 апреля
Кейсы