تمكن العلماء من تحقيق التفاعل الكيميائي الأكثر دقة في العالم

تمكن العلماء حديثًا من أداء التفاعل الكيميائي الأكثر دقة في العالم من عنصرين: الصوديوم “Na” والسيزيوم”Cs”، وهما لا يشكلان عادة جزيئًا واحدًا.
إذا كنت تتذكر في المدرسة الثانوية أنك درستَ أن عنصري الصوديوم “Na” والسيزيوم “Cs” كانا في نفس المجموعة في الجدول الدوري؛ مما يعني أنهما يميلان لأن يكون لهما خصائص تفاعلية مماثلة لكنهما لا يشكلان جزيئًا واحدًا.

استخدم فريق من علماء جامعة “هارفارد” ملاقط ليزر للتحكم في الذرات، كما استخدموا فوتون لمساعدتهم في ربط العنصرين في جزيء واحد وعادة ما تكون التفاعلات الكيميائية شيئًا قابلًا للنجاح أو الفشل؛ حيث تُطرَح أعداد هائلة من الذرات معًا في ظل الظروف الصحيحة -بما يُسمَّى بالطريقة العشوائية- وتكون هذه الطريقة جيدة إذا كان مزيج العناصر لائقًا، ولكن عندما يريد العلماء إقرانًا غريبًا حقًا، يحتاجون إلى الإبداع. كما أن المركب “NaCs” له خصائص كهربائية وأيضًا بإمكانه التفاعل بسهولة مع المكونات الأخرى؛ مما يجعله مفيدًا جدًا في التكنولوجيا المستقبلية.

يقول الباحث الكيميائي “كانغ كوين ني”: “إن اتجاه معالجة المعلومات الكمية هو أحد الأشياء التي نتحمس لها”. محتمل، لا يعني مستحيل على الرغم من أن إذا كانت هاتان الذرتان قريبتين بما يكفي من الطاقة الصحيحة يمكن أن يتشكل الاتصال. ولتحقيق هذا المزيج المثالي من الطاقة والتوقيت احتفظ الباحثون بذرات متداخلة في مصائد مغناطيسية بصرية متراكبة ورشقوها بفوتونات لتبريدها إلى جزء من درجة أعلى من الصفر المطلق.
في هذه الأثناء، استخدموا زوجًا من أشعة الليزر التي تم ضبطها لإنشاء تأثير كهربائي، مما جعل كل ذرة تتحرك نحو تركيز الليزر.

في مكان قريب، يمكن أن تصطدم الذرتان بسهولة. هذا لا يضمن بالضرورة أنها سوف تترابط نظرًا للحاجة إلى الحفاظ على الزخم ومستويات الطاقة المناسبة. وتمكن الباحثون من استخدام نبضات الليزر الصحيحة كتلاعب بسيط في شروط التفاعل، والنتيجة النهائية هي وميض قصير للرابط بين ذرتين في نفس الحالة الكمية؛ مما يوفر للباحثين تفاصيل حول ما يَحدُث على مستوى جيد للغاية.

ويقول “كانغ كوين ني”: “إن الخطوة التالية ستكون إنشاء جزيئات طويلة الأمد من خلال دمجها في حالة الأرض بدلًا من أن تكون متحركة، الهدف منها هو تكوين جزيئات أكثر تعقيدًا”.
قال “ديفيد برادلي” من “chemistryworld”: “كان التحكم بالتفاعلات الجزيئية -بما فيها ذلك التفاعل على المستوى الأساسي- هدفًا طويل الأمد في العلوم الفيزيائية”.

المصدر 

كتابة: سارة محمد

مراجعة: نهاد حمدي

تصميم: ميار محمد

تحرير: إسلام حمدي