Ученые экспериментально продемонстрировали туннельный эффект в химической реакции, пишет 3DNews.
Туннельный эффект состоит в том, что частица проходит через область пространства, пребывание в которой запрещено классической механикой. Самый показательный случай – преодоление частицей энергетического барьера, когда ее энергия меньше энергии, необходимой для преодоления этого барьера в классической физике, то есть без учета квантовых эффектов. Туннельный эффект, предсказанный квантовой теорией, позволил объяснить электромагнитный характер химических связей, радиоактивный распад, термоядерный синтез.
Эксперимент, продемонстрировавший туннельный эффект в химической реакции, провела команда исследователей из Университета Инсбрука. В опыте изотоп водорода дейтерий поместили в ионную ловушку и охладили, после чего ловушка была заполнена газообразным водородом. Вследствие сильного охлаждения отрицательно заряженные ионы дейтерия имели слишком низкую температуру, чтобы началась химическая реакция с водородом. Однако оказалось, что часть ионов дейтерия вступила в реакцию с молекулами водорода, что невозможно с точки зрения классической физики, и могло произойти только если имел место туннельный эффект.
«Квантовая механика позволяет частицам преодолевать энергетический барьер благодаря их квантово-механическим волновым свойствам, и происходит реакция. В нашем эксперименте мы даем возможным реакциям в ловушке около 15 минут, а затем определяем количество образовавшихся ионов водорода. По их количеству мы можем сделать вывод о том, как часто происходила реакция», — объяснил ведущий автор исследования Роберт Уайлд.
Количество провзаимодействовавшего вещества совпало с теоретически предсказанным.
