Ученым удалось наблюдать химическую реакцию в ультрахолодных условиях

Химик Канкуэнь Ни (Kang-Kuen Ni) из отделения химии и химической биологии Гарвардского университета и ее коллеги смогли при помощи масс-спектроскопии наблюдать за реагентами, промежуточными и окончательными продуктами химической реакции, шедшей при рекордно низкой температуре 500 нанокельвинов (всего на несколько миллионных долей градуса выше абсолютного нуля).

Ученых интересовали промежуточные продукты химических реакций обмена, в ходе которых молекулы обмениваются друг с другом своими частями. Например, при реакции двух молекул соединения калия и рубидия (KRb) могут возникать двухатомные молекулы этих элементов: K2 и Rb2. Однако четырехатомный промежуточный продукт этой реакции обычно слишком редок и недолговечен, чтобы его можно было обнаружить. Чтобы обойти это препятствие, ученые и воспользовались сверхнизкой температурой.

Состояние вещества при таких условиях называется вырожденным Ферми-газом. Атомы и молекулы в нем находятся в самом низком из возможных энергетических состояний, а квантовые эффекты выражены настолько сильно, что значительно изменяют свойства веществ. В своих предыдущих работах Ни и ее коллеги использовали это состояние вещества, чтобы заставить прореагировать атомы, которые в обычных условиях ни за что не вступили бы в реакцию. Одним из продуктов таких реакций и стало соединения калия и рубидия.

Реакция между двумя молекулами при температуре 500 нанокельвинов длилась несколько микросекунд (тысячных долей секунды). Это невероятно большое по меркам химии время, так как обычные химические реакции проходят за несколько фемтосекунд — квадриллионных долей секунды.

Итоги исследования опубликованы в журнале Science.

Обсудите с коллегами

09.12

Ловушка для триона

09.12

В Руанде началась вакцинация от лихорадки Эбола

09.12

На севере Франции найдена палеолитическая Венера

09.12

Неизвестный американец пожертвовал на благотворительность золотую монету неизвестного царя

08.12

На что похоже будущее?

07.12

Африканская книга

Спустя более века после открытия ученые выяснили механизм важной химической реакции Спустя более века после открытия ученые выяснили механизм важной химической реакции Получено первое изображение водородной химической связи Получено первое изображение водородной химической связи
Спустя более века после открытия ученые выяснили механизм важной химической реакции