研究人員第一次在實驗室觀察到“量子超級化學”。
長期的理論但從未見過的，量子超級化學是一種現象，其中相同量子狀態中的原子或分子在化學上比在不同的原子或分子更快地做出反應量子狀態。量子狀態是量子粒子的一組特徵，例如自旋（角動量）或能級。
觀察這個新的超收費化學，研究人員不僅要哄騙原子，而且還必須哄騙整個分子進入相同的量子狀態。但是，當他們這樣做時，他們看到化學反應集體發生而不是單獨發生。涉及的原子越多，這意味著原子的密度越多，化學反應的速度就越快。
芝加哥大學物理學教授陳·欽（Cheng Chin）領導這項研究，他說：“我們看到的是與理論上的預測相關的。”陳述。 “這是20年來的科學目標，因此這是一個非常令人興奮的時代。”
該小組在日記中報告了他們的發現自然物理學。他們觀察到與形成分子配對的剖宮產原子中的量子超級化學。首先，他們將剖腹產冷卻至絕對零，所有運動都停止了。在這種冷藏狀態下，他們可以將每個剖宮產放到相同的量子狀態下。然後，他們改變了周圍的磁場以啟動原子的化學鍵合。
這些原子反應更快地形成了兩種原子剖宮產分子，而研究人員在正常的，非降低冷卻的氣體中進行了實驗。所得的分子也具有相同的量子狀態，至少在幾毫秒內，原子和分子開始腐爛，不再同時振盪。
Chin說：“這項技術，您可以將這些分子引導到一個相同的狀態。”
研究人員發現，儘管該反應的最終結果是兩個原子分子，但實際上涉及三個原子，備用原子與兩個鍵合原子相互作用，以促進反應的方式。
這對於在量子化學和量子計算中的應用可能很有用，因為相同量子狀態的分子具有物理和化學特性。實驗是超速化學領域的一部分，旨在通過利用在這些冷態中發生的量子相互作用來獲得對化學反應的難以詳細的控制。例如，超速顆粒可以用作量子位，或者可以用作量子計算中攜帶信息的量子位。
Chin說，該研究僅使用簡單的分子，因此下一個目標是嘗試使用更複雜的分子創建量子超級化學。
他說：“我們可以將我們的理解和對量子工程的知識推向更複雜的分子多遠，是這個科學界的主要研究方向。”
