سردترین واکنش شیمیایی تاریخ در دمای نزدیک به صفر مطلق انجام شد

محققان در رویدادی بی سابقه با کاهش دمای مولکول ها تا نزدیکی صفر مطلق، تعویض اتم های دو مولکول را مشاهده کرده و سردترین واکنش شیمیایی تاریخ را ثبت کردند.

واکنش های شیمیایی در مقیاس اتمی با سرعت بسیار بالایی رخ می دهند به همین دلیل مشاهده فعل و انفعالات مشکل است. حال محققان دانشگاه هاروارد روشی ابداع کرده اند که سرعت واکنش های شیمیایی را کاهش می دهد.

دمای صفر مطلق برابر با منفی 273.15 درجه سانتی گراد بوده و به عنوان سردترین دمای ممکن شناخته می شود. در چنین دمایی حرکت مولکول ها متوقف شده و در نتیجه حرکت و گرما از بین می رود.

تغییر شکل مولکول های پتاسیم-روبیدیم (چپ) به مولکول های پتاسیم و روبیدیم (راست). مشاهده این مرحله در حالت معمول به خاطر سرعت بسیار بالا امکان پذیر نیست ولی محققان در مطالعات جدید توانستند آن را برای اولین بار مشاهده کنند.

تیم دانشگاه هاروارد در آزمایشات خود دمای مولکول ها را تا چند میلیونیوم صفر مطلق کاهش دادند که بسیار سردتر از هر گونه واکنش طبیعی در جهان است. برای مقایسه فضا در سردترین حالت، دمایی برابر با منفی 270.15 درجه سانتی گراد دارد.

محققان هاروارد در آزمایشات خود گازی از اتم های پتاسیم و روبیدیم را آزمایش کردند که مولکول ها پس از برخورد با یکدیگر، مولکول جدید یکی با دو اتم پتاسیم و دیگری با دو اتم روبیدیم شکل گرفت.

در حالت معمول، واکنش های شیمیایی بین مولکولی آنقدر سریع رخ می دهند که پژوهشگران فرصت نمی کنند آنها را مشاهده کنند. حتی با دقیق ترین تجهیزات فقط امکان مشاهده ناپدید شدن مولکول های اصلی و نمایان شدن مولکول های جدید وجود دارد و امکان دیدن فعل و انفعالاتی که در این بین رخ می دهند، وجود ندارد.

حالا اما دانشمندان در مطالعات جدید خود قطعه پازل گم شده را یافتند. در دمای صفر مطلق، واکنش شیمیایی میلیون ها بار آرام تر رخ داده و پژوهشگران امکان مشاهده فعل و انفعالات را پیدا می کنند.

پس از برخورد مولکول های پتاسیم و روبیدیم با یکدیگر محققان توانستند برای اولین بار نحوه تشکیل مولکول چهار اتمی، که به عنوان قسمتی از آزمایش شکل می گیرد را مشاهده کرده و همچنین شکستن پیوندهای اتمی و شکل گیری پیوندهای جدید را ببینند.

دانشمندان در آینده می توانند به کمک این روش واکنش های شیمیایی را با جزئیات بیشتری مطالعه کرده و آنها را با دقت بیشتری دستکاری کنند. واکنش های شیمیایی، نقش بسیار مهمی در داروسازی، انرژی و محصولات خانگی دارند.