Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que un fenómeno cuántico podría desempeñar un papel en la fotosíntesis y otras reacciones químicas de la naturaleza, pero no lo sé con certeza porque ese fenómeno es muy difícil de identificar.
Los investigadores de la Universidad de Purdue han demostrado una nueva forma de medir el fenómeno del enredo en las reacciones químicas: la capacidad de las partículas cuánticas para mantener una correlación especial entre sí a una gran distancia.
Descubrir exactamente cómo funcionan las reacciones químicas podría aportar formas de imitarlas o recrearlas en nuevas tecnologías, como el diseño de mejores sistemas de energía solar.
El estudio, publicado el viernes 2 de agosto en Avances científicos generaliza un teorema popular llamado "desigualdad de Bell" para identificar enredos en reacciones químicas. Además de los argumentos teóricos, los investigadores también validaron la desigualdad generalizada a través de una simulación cuántica.
"Nadie ha demostrado enredarse experimentalmente en reacciones químicas todavía porque no hemos tenido una forma de medirlo. Por primera vez, tenemos una forma práctica de medirlo", dijo Saber Kais, profesor de química en Purdue"La pregunta ahora es, ¿podemos usar el enredo a nuestra ventaja para predecir y controlar el resultado de las reacciones químicas?"
Desde 1964, la desigualdad de Bell ha sido ampliamente validada y sirve como una prueba de referencia para identificar enredos que se pueden describir con mediciones discretas, como medir la orientación del giro de una partícula cuántica y luego determinar si esa medición está correlacionadacon el giro de otra partícula. Si un sistema viola la desigualdad, entonces existe un enredo.
Pero describir el enredo en las reacciones químicas requiere mediciones continuas, como los diversos ángulos de los haces que dispersan los reactivos y los obligan a contactar y transformarse en productos. La forma en que se preparan las entradas determina las salidas de una reacción química.
El equipo de Kais generalizó la desigualdad de Bell para incluir mediciones continuas en reacciones químicas. Anteriormente, el teorema se había generalizado a mediciones continuas en sistemas fotónicos.
El equipo probó la desigualdad generalizada de Bell en una simulación cuántica de una reacción química que produce la molécula de hidruro de deuterio, basándose en un experimento realizado por investigadores de la Universidad de Stanford que tenía como objetivo estudiar los estados cuánticos de las interacciones moleculares, publicado en 2018 en Nature Chemistry.
Debido a que las simulaciones validaron el teorema de Bells y mostraron que el enredo puede clasificarse en reacciones químicas, el equipo de Kais propone probar aún más el método en hidruro de deuterio en un experimento.
"Todavía no sabemos qué resultados podemos controlar aprovechando el enredo en una reacción química, solo que estos resultados serán diferentes", dijo Kais. "Hacer que el enredo sea medible en estos sistemas es un primer paso importante"."
El estudio se basa en el trabajo apoyado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, Oficina de Ciencias de la Energía Básica, con el número de adjudicación DE-SC0019215.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Kayla Wiles. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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