Nova forma de ligação química é feita com repulsão e ruído

Redação do Site Inovação Tecnológica – 09/09/2013

Nova forma de ligação química é feita com repulsão e ruído

A combinação de uma força de repulsão e de um ruído ambiente bem definido podem fazer com que dois átomos se liguem. [Imagem: Lemeshko/Weimer]

 

As lições de química básica nos dizem que as ligações entre os átomos podem se formar se for energeticamente mais favorável para os átomos ficarem juntos do que separados.

Isto fundamentalmente requer uma força de atração entre os átomos.

No entanto, novos cálculos mostram que a combinação de uma força de repulsão e de um ruído ambiente bem definido pode também ter o surpreendente efeito de conduzir os átomos a um estado de ligação, efetivamente conectando esses átomos.

Se as condições para essa ligação química parecem estranhas, mais ainda serão as exóticas propriedades dessa ligação via repulsão e ruído, advertem Mikhail Lemeshko e Hendrik Weimer, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, que descobriram o novo fenômeno.

Ligação por repulsão e ruído

Mas como é possível que a repulsão e o ruído, ambos efeitos contrários às condições clássicas para a formação de uma ligação química, possam levar a um estado de ligação?

Para entender isso, dizem os pesquisadores, é preciso levar em conta as propriedades quânticas dos átomos: a adição de um ruído controlado a um sistema quântico pode resultar em um fenômeno de interferência que retém os átomos em um estado quântico bem definido.

A força repulsiva, introduzida em seguida, assegura que esta “armadilha” ocorra a uma distância específica, o que define o comprimento da ligação.

As propriedades desse novo estado ligado são muito diferentes dos seus homólogos químicos. Por exemplo, o estado ligado é extremamente robusto e dificilmente poderá ser quebrado pela aplicação de uma quantidade de energia constante sobre ele.

Resfriamento de gases

Mas, embora se fale em ruído e força de repulsão, não basta gritar e empurrar para começar a estabelecer ligações químicas exóticas.

Lemeshko e Weimer consideraram uma das fontes mais básicas e universalmente disponíveis de ruído: as flutuações do vácuo do campo eletromagnético, o popular vácuo quântico.

Técnicas que utilizam estas flutuações quânticas levaram, por exemplo, a melhorias dramáticas no resfriamento a laser, que renderam o Prêmio Nobel de Física.

Os pesquisadores acreditam que as primeiras aplicações do novo mecanismo de ligação química estarão igualmente no campo do arrefecimento de gases atômicos, muito usados no campo da computação quântica.

Bibliografia:
Dissipative binding of atoms by non-conservative forces
Mikhail Lemeshko, Hendrik Weimer
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2230
DOI: 10.1038/ncomms3230

Publicado em 09/09/2013, em Atualidades. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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