Раскрыт феномен квантовой запутанности химических реакциях
-
- 03.08.2019, 21:12 1105
Ученые давно подозревали, что квантовый феномен может играть определенную роль в процессе фотосинтеза и других химических реакций в природе, но до конца небыли уверены, так как такой феномен трудно было определить.
Исследователи из Университета Пердью продемонстрировали новый способ измерить явление запутанности в химический реакциях -- способность квантовых частиц, чтобы сохранить особое соотношение друг с другом на большом расстоянии.
В исследовании, опубликованном 2 августа в издании Science Advances, обобщается популярная теорема под названием «Неравенство Белла» для выявления запутанности в химических реакциях. Помимо теоретических аргументов, исследователи также подтвердили обобщенное неравенство через квантовое моделирование.
«Никто еще не показал экспериментальной запутанности в химических реакциях, потому что у нас не было способа измерить ее. Впервые у нас есть практический способ измерить этот фенном», — сказал Сабер Кейс, профессор химии в Пердью. «Вопрос теперь в том, можем ли мы использовать запутанность в наших интересах, чтобы предсказать и контролировать результаты химических реакций?»
С 1964 года неравенство Белла широко проверяется и служит проверкой для определения запутанности, которую можно описать с помощью дискретных измерений, таких как измерение ориентации вращения квантовой частицы, а затем определение того, коррелируется ли это измерение с другими вращениями частицы. Если система нарушает неравенство, то запутанность существует.
Но описание запутывания в химических реакциях требует непрерывных измерений, такие как различные углы лучей, которые рассеивают реагенты и заставляют их контактировать и превращаться в продукты.
Команда Кейса обобщила неравенство Белла, включив в него непрерывные измерения в химических реакциях. Ранее теорема была обобщена на непрерывные измерения в фотонных системах.
Команда проверила обобщенное неравенство Белла в квантовом моделировании химической реакции, дающей молекулу гидрида дейтерия, на основе эксперимента исследователей из Стэнфордского университета, целью которого было изучение квантовых состояний молекулярных взаимодействий, опубликованных в 2018 году в журнале Nature Chemistry.
Исследование основывается на работе, поддержанной Министерством энергетики США, Управление основной энергии наук, под номером de-SC0019215.