Reaksi Ultra Dingin Batas Kuantum Kimia

Tinuku
(KeSimpulan) Mendekati dari satu juta derajat kelvin di atas nol mutlak, reaksi kimia masih dapat berlanjut dengan cepat. Sebuah penelitian baru menunjukkan bahwa molekul didinginkan pada titik yang secara umum diabaikan untuk gerakan bertabrakan ternyata masih dapat bereaksi secara kimia di antara satu dengan yang sama lain. Hanya pada beberapa ratus nanokelvin di atas nol mutlak (satu nanokelvin adalah sepermilyar kelvin).

Para peneliti bahkan dapat mengubah kecepatan reaksi kimia dari denyut situasi kuantum molekul, kontrol kimia tingkat tinggi menggunakan perangkat fisika. Hasil studi ini muncul pada edisi 12 Februari jurnal Science, yang dilakukan oleh para ilmuwan dari lembaga-lembaga yang berafiliasi yaitu National Institute of Standards and Technology (NIST): JILA, joint bersama NIST dan University of Colorado di Boulder, dan Quantum Joint Institute, kemitraan antara NIST dan University of Maryland, College Park.

Pada tahun 2008, sebuah tim termasuk banyak peneliti yang sama mengumumkan penciptaan gas padat dari molekul potassium-rubidium (KRB) pada beberapa ratus nanokelvin. Sekarang gas ultradingin telah terbukti mengalami pembusukan melalui pelepas panas reaksi kimia sebagai molekul yang berinteraksi melalui fenomena lorong kuantum, di mana partikel-partikel melewati hambatan klasik. Dalam kasus ini blokade adalah sebuah momentum yang disebut penghalang antara dua molekul yang identik saling mengalami penolakan.

Pada temperatur ultracold, konsepsi klasik fisik molekul menjadi kurang berguna dibandingkan dengan mekanika kuantum. "Mereka begitu dingin, sehingga anda tidak lagi menganggap mereka sebagai jenis objek bola ping-pong. Mereka benar-benar gelombang mekanika kuantum," kata Jun Ye, fisikawan dari JILA. Gelombang tersebut dapat saling tumpang tindih pada jarak yang relatif besar, mengarah ke remote interaksi antara molekul.

"Segera setelah mereka merasakan kehadiran satu sama lain, ketika fungsi gelombang mulai tumpang tindih, hal yang sangat menarik mulai terjadi," kata Ye. Dalam hal ini uap molekul gas atom membentuk molekul K2 dan Rb2, yang kemudian melarikan diri.

Menggeser kondisi awal gas potassium-rubidium menyoroti mekanika kuantum sifat alami dari reaksi kimia. Ketika semua molekul yang diatur ke awal yang sama kondisi kuantum, gas membusuk selama beberapa detik. Tetapi ketika molekul disiapkan pada kondisi yang berbeda pada heterogenitas campuran dari perputaran, proses reaksi berjalan 10 hingga 100 kali lebih cepat. Perbedaan adalah sebuah perluasan logis dari prinsip eksklusi Pauli yaitu molekul-molekul yang identik saling tolak satu sama lain untuk menghindari tempat yang sama secara simultan.

Jeremy Hutson, profesor kimia dari Durham University di Inggris berkomentar dalam review di Science bahwa manipulasi fisik skala halus yang mungkin dalam rezim ultra dingin memberikan tingkat kontrol kimia yang menyertai. "Saya pikir itu adalah selektivitas yang luar biasa di bawah kondisi ini. Anda dapat membuat perubahan yang kecil seperti membalik spin tunggal dan benar-benar mengubah jalur reaksi," kata Hutson.

Hutson mengatakan bahwa hal ini mungkin bertindak atas seluruh populasi atom atau molekul sekaligus. "Kekuatan bidang umum ini (kimiawi ultra dingin), jika anda suka bahwa di masa mendatang kemungkinan besar untuk digunakan pada reaksi kimia seluruh sampel molekul dalam cara yang koheren dan terkendali," kata Hutson.

Tapi, peneliti JILA dan Joint Quantum Institute telah menunjukkan betapa mudah reaksi kimia dapat tetap dilanjutkan pada temperatur ultra dingin, Ye ingin tahu sejak awal untuk memperpanjang masa pakai gas potassium-rubidium yang saat ini secara kimiawi diturunkan dalam waktu sekitar satu detik. "Tujuan kami adalah untuk dapat menekan reaksi ini. Sekarang kita dapat memahami dan mengendalikannya, langkah berikutnya adalah untuk benar-benar mempelajari bagaimana mengeliminasi mereka," kata Ye.
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment