Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que un fenómeno cuántico podría desempeñar un papel en la fotosíntesis y otras reacciones químicas de la naturaleza. pero no lo sé con certeza porque ese fenómeno es muy difícil de identificar.

Los investigadores de la Universidad de Purdue han demostrado una nueva forma de medir el fenómeno del entrelazamiento en las reacciones químicas:la capacidad de las partículas cuánticas para mantener una correlación especial entre sí a gran distancia.

Descubrir exactamente cómo funcionan las reacciones químicas podría brindar formas de imitarlas o recrearlas en nuevas tecnologías, como para diseñar mejores sistemas de energía solar.

El estudio, publicado el viernes (2 de agosto) en Avances de la ciencia , generaliza un teorema popular llamado "desigualdad de Bell" para identificar el entrelazamiento en reacciones químicas. Además de los argumentos teóricos, los investigadores también validaron la desigualdad generalizada a través de una simulación cuántica.

"Nadie ha demostrado experimentalmente el entrelazamiento en reacciones químicas todavía porque no hemos tenido una forma de medirlo. Por primera vez, tenemos una forma práctica de medirlo, "dijo Saber Kais, profesor de química en Purdue. "La pregunta ahora es, ¿Podemos utilizar el entrelazamiento a nuestro favor para predecir y controlar el resultado de las reacciones químicas? "

Desde 1964, La desigualdad de Bell ha sido ampliamente validada y sirve como prueba de referencia para identificar entrelazamientos que se pueden describir con medidas discretas. como medir la orientación del espín de una partícula cuántica y luego determinar si esa medida está correlacionada con el espín de otra partícula. Si un sistema viola la desigualdad, entonces existe el enredo.

Pero describir el entrelazamiento en reacciones químicas requiere mediciones continuas, como los diversos ángulos de los haces que dispersan los reactivos y los obligan a entrar en contacto y transformarse en productos. La forma en que se preparan las entradas determina las salidas de una reacción química.

El equipo de Kais generalizó la desigualdad de Bell para incluir mediciones continuas en reacciones químicas. Previamente, el teorema se había generalizado a medidas continuas en sistemas fotónicos.

El equipo probó la desigualdad generalizada de Bell en una simulación cuántica de una reacción química que produce la molécula de hidruro de deuterio, basado en un experimento de investigadores de la Universidad de Stanford que tenía como objetivo estudiar los estados cuánticos de las interacciones moleculares, publicado en 2018 en Química de la naturaleza .

Debido a que las simulaciones validaron el teorema de Bells y mostraron que el entrelazamiento se puede clasificar en reacciones químicas, El equipo de Kais propone probar más el método con hidruro de deuterio en un experimento.

"Todavía no sabemos qué salidas podemos controlar aprovechando el entrelazamiento en una reacción química, solo que estas salidas serán diferentes, ", Dijo Kais." Hacer que el entrelazamiento sea mensurable en estos sistemas es un primer paso importante ".