Las propiedades cuánticas de los átomos superenfriados resistieron sorprendentemente reacciones químicas
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Los investigadores han descubierto que extraños fenómenos cuánticos pueden sobrevivir a los estragos de una reacción química. Esto podría eventualmente resultar útil para tecnologías cuánticas emergentes o revelar una cuántica sorprendente en la naturaleza.
“Por lo general, la gente describe las reacciones químicas como algo muy caótico: pones un montón de átomos allí, hacen un pequeño ‘baile’ y luego, cuando se forman productos, simplemente salen volando”, dice Lingbang Zhu en la Universidad de Harvard. Él y sus colegas se propusieron ver qué efecto tenía esto en las propiedades cuánticas de las moléculas.
Los objetos cuánticos pueden Actúan como partículas y como ondas.. Los investigadores se centraron en una propiedad llamada coherencia, que refleja el carácter ondulatorio de las moléculas. Entrelazamiento cuántico, que hace que los objetos estén indisolublemente unidos incluso a través de distancias enormes, está estrechamente relacionado con la coherencia. Entonces, el experimento ofrece información sobre el destino del entrelazamiento durante un reacción química.
Las propiedades cuánticas de las moléculas son más prominentes a temperaturas extremadamente bajas, por lo que los investigadores estudiaron los átomos de potasio y rubidio a apenas mil millonésimas de grado por encima. cero absoluto. Para lograr este enfriamiento, colocaron los átomos en una cámara sin aire y aplicaron una combinación precisa de rayos láser, campos magnéticos y pulsos de microondas. para enfriarlos y combinarlos en moléculas.
Estas moléculas sufrieron reacciones químicas espontáneamente, pero Zhu y sus colegas controlaron cuidadosamente sus estados cuánticos iniciales, incluida su coherencia y entrelazamiento. Después de la reacción, evaluaron las propiedades cuánticas de los productos resultantes. Estas moléculas lograron mantener su coherencia, o propiedad ondulatoria, hasta tal punto que se superpusieron e interfirieron entre sí como dos olas convencionales con picos y valles no coincidentes.
Yong Chen de la Universidad Purdue en Indiana dice que experimentos como este abren la puerta a una nueva etapa de la investigación cuántica en la que los científicos no sólo descubren pasivamente propiedades cuánticas sino que, en cambio, encuentran formas de controlarlas. Sin embargo, afirma, futuros experimentos aún podrían diagnosticar más directamente el entrelazamiento de las moléculas.
El equipo ahora está investigando cómo aprovechar las propiedades cuánticas de las moléculas para controlar qué tipo o cuántos productos producen las reacciones, y para obtener pistas sobre si reacciones quimicas que ocurren en la naturaleza podría contener más cuántica de lo que se pensaba anteriormente, dice Zhu.
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