Команда исследователей из Университета Инсбрука в Австрии наконец-то увидела квантовое туннелирование в действии в первом в мире эксперименте, измеряющем слияние ионов дейтерия с молекулами водорода.
Туннелирование - это явление квантового мира, из-за которого кажется, что частицы могут проходить через препятствия, которые они обычно не способны преодолеть. В химии этим препятствием является энергия, необходимая атомам для связи друг с другом или с существующими молекулами. Тем не менее, теория гласит, что в чрезвычайно редких случаях атомы, находящиеся в непосредственной близости, могут "проложить" себе путь через этот энергетический барьер и соединиться без каких-либо усилий.
Молекулы из туннеля
Авторы новой работы охладили отрицательные ионы дейтерия до температуры, близкой к остановке, прежде чем ввести газ, состоящий из молекул водорода. Без тепла ион дейтерия с гораздо меньшей вероятностью будет обладать энергией, необходимой для того, чтобы заставить молекулы водорода перегруппироваться и изменить порядок соединения атомов внутри себя.
"В нашем эксперименте мы держали атомы в ловушке в течение 15 минут, а затем определяли количество образовавшихся ионов водорода. По их количеству мы можем определить, как часто происходила реакция ", - объясняет первый автор исследования Роберт Уайлд, физик-экспериментатор из Университета Инсбрука..
Эта цифра составила чуть более 5 × 10-20 реакций в секунду, происходящих в каждом кубическом сантиметре, или около одного события туннелирования примерно на каждые сто миллиардов столкновений. Несмотря на столь малую величину, эксперимент подтверждает предыдущее моделирование, и его результаты могут стать эталоном, который можно использовать в других экспериментах с туннелированием .
