Квантовая механика способствует образованию сложных веществ в космосе

16 Июля 2013 в 22:15, Илья Хель 2 290 просмотров 10

Молекула

Молекулы, плавающие в темном холодном вакууме межзвездного пространства могут использовать квантовую механику, чтобы реагировать и создавать более сложные химические вещества. Так говорит одно из последних исследований. Реакции объясняются путем работы хитроумных свойств квантовой физики (о которой мы знаем на удивление мало), что вполне может быть ключом к созданию сложных органических молекул. В том числе — и жизненно необходимых.

Астрономам давно известно, что звезды являются «фабриками» по производству химических элементов, но только недавно ученые обнаружили сложные органические молекулы, циркулирующие в облаке газа и пыли в космосе. Формирование этих химических веществ, включающих спирты, сахара и даже компонент смолы, сложно объяснить, поскольку молекулы в космосе очень редко сталкиваются.

В прошлом году астрономы обнаружили молекулу метокси-, или CH3O, в облаке газа. Она формируется, когда гидроксильная группа (OH) взаимодействует с метанолом (CH3OH). Тем не менее реакция требует больше энергии, чем можно получить в пространстве, где температуры колеблются чуть выше абсолютного нуля.

Особо не интересуясь этой загадочной реакцией, Дуэйн Херд и его команда в Университете Лидса в Англии исследовали реактивность гидроксила с другими молекулами, в том числе и метанола. В ходе работы исследователи поместили два реагента вместе в криогенный сосуд. К их удивлению, реакция произошла примерно в 50 раз быстрее при температуре -210 градусов по Цельсию, чем при комнатной температуре, хотя охлажденным молекулам требовалось гораздо меньше энергии для работы.

Команда Херда связывает свое открытие с явлением квантового туннелирования. Как правило, химическая реакция происходит только если реагирующие молекулы обладают достаточной энергией для преодоления порога под названием энергетический барьер, образно представляемый как холм. Своеобразное следствие квантовой механики таково, что иногда молекулы могут «взбираться» на этот холм и без необходимой энергии.

«Частица может идти напролом сквозь подножье горы, словно горы и нет», — говорит Эрик Хербст, астрохимик из Университета Вирджинии в Шарлоттсвиле.

Херд и коллеги выяснили, что шансы на квантовое туннелирование вырастают при понижении температуры, поскольку медленные молекулы гидроксила и метанола скорее будут держаться вместе, нежели отталкиваться при столкновении. Такая странная связь предоставляет больше возможностей для туннелирования через энергетический барьер, тем самым ускоряя реакцию. По оценке Херда, 1 из 10 гидроксил-метаноловых столкновений в космосе производит метокси; без квантового туннелирования шанс упадет до 1 к 10 миллионам.

Другие межзвездные молекулы могут быть обязаны своим существованием квантовой механике. Это не уникальный случай. Найдутся и другие реакции.

Квантовая механика способствует образованию сложных веществ в космосе

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

10 комментариев

  1. zhenyA

    Снова статья г...От Геля.

  2. zhenyA

    Это мусор

  3. zhenyA

    Написал бы уже про принцип неопределенности Гейзенберга.А то школоло совсем деградируют и возбухают;))

    • баха

      Женя, ты можеш сам написать статью? Статьи Ильйи задевают очень неплохии темы касательно науки, правда сложноватые для некоторых читателей. Может Я не такой умный как Ты в плане зарождения вселенной и общих понятий физики и поэтому считаю то, что автор преподносит много интересного и поучительного в текстах. Уважайте труд людей!

      • zhenyA

        Статьи всем можно писать?Или только избранным?Если хочешь хоть немного знать о Вселенной советую почитать Хокинга.Начни с "Кратчайшей истории времени".

  4. addict

    Да... Очень забавное явление. Ведь ученые (да и все человечество) все чаще используют низкие и сверхнизкие температуры. Последние позволяют полностью миновать силу трения и даже больше.


    Человечество очень долго почитало огонь, теперь(я надеюсь) пришло время "холода".

    Пс Может в конкурсе поучаствовать =))

    • zhenyA

      Ты хоть понял,что написал?Миновать силу трения?;)))Удачи, Ньютон))

      • addict

        Обычно я привожу аргументы, отвечая на критику. Это относиться к адекватным или почти адекватным людям. Но тк все твои комментарии не имеют никакого отношения к науке, марали, реальности и носят исключительно оскорбительный характер, я не буду строить из себя ангелочка, а просто пошлю тебя на ***.

  5. Nuclear_Razor

    Какое чмо говорит что статья гавно? Вы хотя бы курс общей физики университетский на 3 знайте, чтобы потом свои знания напоказ выставлять. Всё верно написано, смысл туннельного эффекта в том что частица с энергией меньшей высоты барьера сможет (имеет вероятность ее пролететь), следуя этому принципу можно наблюдать удивительные химические реакции, что и происходит. А принцип неопределенности Гейзенберга следует из простого определения дифракции и дельта - импульса и координаты, так что я вообще нихуя не понимаю хули в этом такого супер мега неизвестного для чего нужна статья.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.