تحقیقات جدید ناسا درباره تونل کوانتومی و احتمال وجود حیات در سایر سیارات، آیا در سایر سیارات نیز موجودات زنده وجود دارند؟
این احتمال وجود دارد که اثرات کوانتومی در فرآیندهای بیولوژیکی وجود داشته باشد، مانند آنهایی که جهش ایجاد می کنند - به این معنی که فیزیک ذرات نقشی در تکامل حیات روی این سیاره داشته است.
فیزیکدانان در کار با سیستم های بیولوژیکی پیچیده راحت نیستند و زیست شناسان با معادلات فیزیک ذرات پیچیده راحت نیستند اما شیمیدانان که در فضایی بین فیزیک و زیست شناسی قرار دارند، می دانند مولکول های بیولوژیکی بخشی از دنیای کوانتومی هستند.
در تحقیقات جدید ناسا درباره تونل کوانتومی ، تونلینگ در یک واکنش یون-مولکول بسیار آهسته، اندازه گیری شد.
واکنش های تونلینگ کوانتومی (Quantum tunnelling reactions) در شیمی نقش مهمی ایفا می کنند، زمانی که مسیرهای کلاسیک از نظر انرژی ناکارآمد هستند، چه در واکنش های فاز گاز، انتشار سطحی و چه در فاز مایع.
به طور کلی، محاسبه چنین واکنش های تونلینگ از نظر تئوری چالش برانگیز هستند و همچنین با توجه به ابعاد بالای دینامیک کوانتومی، تشخیص تجربی بسیار دشواری است.
با این حال، سیستم های هیدروژنی امکان محاسبات دقیق اصول اولیه را می دهند. به این ترتیب سرعت واکنش تونلینگ انتقال پروتون در فاز گازی مولکول های هیدروژن با انیون دوتریوم، H2 + D− → H− + HD، محاسبه شد، اما تا کنون به صورت تجربی تایید نشده بود.
محققان ناسا در این آزمایش، سرعت واکنش انجام شده در یک تله یونی 22 قطبی برودتی را با حساسیت بسیار بالایی اندازه گیری کردند.
آنها یک ثابت با نرخ بسیار پایین (5.2 ± 1.6) × 10-20 cm3 s-1 مشاهده کردند که این مقدار اندازه گیری شده با محاسبات تونلینگ کوانتومی همخوانی دارد و به عنوان یک معیار برای نظریه مولکولی و پیشبرد درک فرآیندهای اساسی برخورد است.
انحراف سرعت واکنش از مقیاس خطی، که در چگالی بالای H2 مشاهده شده، در دینامیک گرمایشی در تله های یونی رادیوفرکانسی که قبلاً مشاهده نشده بود، ردیابی شد.
۱. تله یونی ترکیبی از میدان های الکتریکی و/یا مغناطیسی است که برای جذب ذرات باردار (یون) در یک سیستم ایزوله از عوامل محیطی خارجی استفاده می شود.
۲. انتشار سطحی یک فرآیند کلی است که شامل حرکت آداتوم ها، مولکول ها و خوشه های اتمی (ذرات) در سطوح مواد جامد است.
آداتوم اتمی است که بر روی یک صفحه در ساختار بلوری قرار دارد و می توان آن را نقطه مقابل یک حفره یا فضای خالی دانست.
منابع:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05727-z
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CP/D0CP05781A#!divAbstract
برای نوشتن دیدگاه وارد حساب کاربری خود شوید.