Reazioni chimiche allo zero assoluto

Il Giornale Online
Finora nessuno era stato in grado di osservare le conseguenze dirette delle interazioni e dei movimenti quanto-meccanici delle molecole sui processi di reazione chimica

Per la prima volta sono state osservate reazioni chimiche in prossimità dello zero assoluto, e la loro velocità di reazione è stata controllata sfruttando le leggi della meccanica quantistica. A riuscirci è stato un gruppo di ricercatori del JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics), una collaborazione fra il National Institute of Standards and Technology (NIST) e l'Università del Colorado a Boulder.

“E' perfettamente ragionevole aspettarsi che quando si raggiunga uno stato ultrafreddo non si possa semplicemente parlare di chimica. Ma questo lavoro dice che no, c'è comunque un bel po' di chimica”, osserva Deborah Jin,che ha diretto uno dei gruppo di studio coinvolti nell'esperimento, descritto in un articolo pubblicato su Science http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/327/5967/853 .
“Stiamo osservando un nuovo fondamentale aspetto della chimica, che ci dà un nuovo strumento per comprendere e controllare le reazioni”, ha aggiunto Jun Ye, che ha diretto il secondo gruppo coinvolto nella ricerca.

Gli scienziati sanno da moltissimo tempo come controllare gli stati interni della molecole, come per esempio i loro livelli di energia vibrazionale. Da anni inoltre si stanno studiando gli effetti del comportamento quantistico degli elettroni e dei nuclei sulle molecole. Ma finora nessuno era stato in grado di osservare le conseguenze dirette delle interazioni e dei movimenti quanto-meccanici delle molecole sui processi di reazione chimica.

Per riuscire a farlo i ricercatori del Jila hanno creando molecole semplici, raffreddandole fino a una temperatura estremamente vicina allo zero assoluto, in modo da poter rilevare i sottilissimi effetti quantistici.
L'esperimento è stato condotto su un gas ultrafreddo, portato a una temperatura di pochi nenokelvin. Le molecole del gas erano costituite da un atomo di potassio e un atomo di rubidio, così da mostrare una carica positiva dal lato del potassio e negativa da quella del rubidio, in modo da poterle controllare sfruttando campi elettrici.

Nella chimica convenzionale le molecole possono collidere fra loro e reagire dando luogo a diversi composti. Nella situazione ultrafredda dell'esperimento, si comportano però non come particelle solide che possono entrare in urto, ma come funzioni d'onda rette dalle equazioni quantistiche che possono sovrapporsi. I ricercatori di fatto hanno potuto rilevare che all'interno delle trappole ottiche in cui erano confinati i gas, si manifestava uno sviluppo di calore correlato a reazioni che avvenivano a una velocità 100 volte superiore a quella che avrebbe dovuto permettere la bassissima velocità delle molecole, indice del fatto che la grande maggioranza di esse era dovuta alla sovrapposizione delle onde e non all'urto delle molecole.

Fonte: http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Reazioni_chimiche_allo_zero_assoluto/1342115

Reazioni chimiche allo zero assoluto ultima modifica: 2010-02-16T07:47:42+00:00 da Richard
About the Author
Richard

Noi siamo l’incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all’autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)