Roberta De Carolis Un processo chimico “rallentato” di 100 miliardi di volte mostra per la prima volta nella storia cosa accade quando una molecola incontra la luce. Un gruppo di ricerca dell’Università di Sidney (Australia) è riuscito a realizzare un video in super slow-motion grazie a un computer quantistico. E Questo apre moltissime porte sulle tecnologie energetiche, ma anche sulla progettazione dei farmaci
©Università di Sidney/Youtube
Un gruppo di ricerca dell’Università di Sidney (Australia) è riuscito a “rallentare” di 100 miliardi di volte un importante processo chimico che si verifica quando una molecola incontra la luce. Per la prima volta nella storia è stato realizzato un video in super slow-motion grazie a un computer quantistico, che apre moltissime porte sulle tecnologie energetiche, tra cui il fotovoltaico, ma anche sulla progettazione dei farmaci.
Ciò che accade in natura in femtosecondi si osserva in millisecondi, questo il “cuore” della ricerca che portato a poter osservare un processo che nella realtà avviene nella scala dei 10^-15 secondi (un miliardesimo di milionesimo) come se avvenisse in 10^-3 secondi (un millesimo), visibile così ai nostri occhi. Il video è impressione, ed è il primo della storia realizzato in un vero super slow-motion.
Il risultato è stato raggiunto con la tecnologia quantistica utilizzata recentemente nella scienza dei materiali, nei farmaci e nelle tecnologie energetiche, tra cui il fotovoltaico.
È attraverso la comprensione di questi processi di base all’interno e tra le molecole che possiamo aprire un nuovo mondo di possibilità nella scienza dei materiali, nella progettazione di farmaci o nella cattura di energia solare – spiega Vanessa Olaya Agudelo, prima autrice della ricerca – Potrebbe anche aiutare a migliorare altri processi che si basano sull’interazione delle molecole con la luce, come il modo in cui viene creato lo smog o il modo in cui viene danneggiato lo strato di ozono
In particolare, il gruppo di ricerca ha osservato lo schema di interferenza di un singolo atomo causato da una struttura geometrica comune in chimica chiamata ‘intersezione conica’. Tali strutture sono vitali per o rapidi processi fotochimici come la cattura della luce nella visione umana o nella fotosintesi.
I chimici hanno cercato di osservare direttamente tali processi sin dagli anni ’50, ma non è mai stato possibile per la loro estrema rapidità, incompatibile con la percezione oculare degli esseri umani. Per aggirare questo problema, ora i ricercatori di Sidney hanno utilizzato un computer quantistico con ioni intrappolati in un modo completamente nuovo, su un dispositivo quantistico relativamente piccolo, rallentando il processo di un fattore di 100 miliardi.
E attenzione: l’esperimento non è un’approssimazione digitale del processo, ma un’osservazione analogica diretta, ovvero reale, della dinamica quantistica solo a una velocità osservabile dall’occhio umano. È come vedere la scena di un film a rallentatore, o verificare con la tecnologia VAR un’azione su un campo di gioco.
Nelle reazioni fotochimiche come la fotosintesi, mediante la quale le piante ottengono energia dal Sole, le molecole trasferiscono energia alla velocità della luce, formando aree di scambio note come intersezioni coniche: questo studio ha rallentato la dinamica e ha rivelato i segni rivelatori previsti, mai visti prima, associati alle intersezioni coniche nella fotochimica.
Questo entusiasmante risultato ci aiuterà a comprendere meglio le dinamiche ultraveloci – commenta Ivan Kassal, ricercatore senior del lavoro – ovvero come le molecole cambiano su scale temporali più veloci
Il lavoro è stato pubblicato su Nature Chemistry.
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Fonti: Università di Sidney / Università di Sidney/Youtube / Nature Chemistry
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