Se había teorizado que un grupo de átomos y moléculas en el mismo estado cuántico se comportaría de forma diferente, pero la dificultad de orquestar el experimento significaba que nunca se había observado.
Investigadores de la Universidad de Chicago han logrado un avance sin precedentes al demostrar la viabilidad de la «superquímica cuántica», que se había predicho teóricamente pero nunca se había observado en el laboratorio.
En esta innovadora forma de reacción química, todos los átomos o moléculas se encuentran en el mismo estado cuántico, lo que da lugar a una velocidad de reacción química superior a la de aquellos en las que intervienen átomos o moléculas en estados cuánticos diferentes.
Los resultados de este trabajo, publicados en la revista Nature Physics, inauguran una prometedora área de investigación. La comunidad científica se encuentra sumamente interesada en lo que se conoce como «reacciones químicas potenciadas cuánticamente», debido a sus posibles aplicaciones en campos como la química cuántica, la informática cuántica y otras tecnologías vanguardistas.
Además, este avance también podría contribuir a una comprensión más profunda de las leyes fundamentales que rigen el universo, tal como se destaca en el comunicado oficial.
Reacción colectiva y acelerada
La «superquímica cuántica» se caracteriza por reacciones químicas colectivas y aceleradas. Para lograr la observación de esta novedosa forma de química enriquecida, los científicos de la Universidad de Chicago se enfrentaron al desafío de inducir no solo a átomos, sino a moléculas enteras, a un mismo estado cuántico. Esto resultó especialmente complejo ya que las moléculas, al ser más grandes que los átomos, requirieron el desarrollo de nuevas técnicas de manipulación.
Una vez superados los obstáculos, se pudo apreciar que las reacciones químicas se llevaron a cabo en conjunto, en lugar de manera individual. Esta cooperación química se intensificó a medida que aumentaba la densidad de átomos involucrados en la reacción, lo que producía una velocidad de reacción más rápida.
«Lo que vimos coincidía con las predicciones teóricas», afirma Cheng Chin, profesor de Física y miembro del Instituto James Franck y del Instituto Enrico Fermi de la Universidad de Chicago, cuyo laboratorio llevó a cabo la investigación, según el comunicado de prensa. «Éste ha sido un objetivo científico durante 20 años, así que es una era muy emocionante», agregó.
