Avustralya ve ABD’den bilim insanları, kuantum kimyasında bilinen bir etkileşimi kuantum bilgisayarıyla 100 milyar kez yavaşlatarak, ilk kez gözlemeyi başardı. Konik etkileşim olarak bilinen bu etkileşimler, saniyenin katrilyonda birinde(femtosaniye) gerçekleştiği doğrudan gözlenemiyordu.
Avustralya’daki Sidney Üniversitesi ve San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi , bir alanda hapsolmuş yüklü bir parçacık kullanarak prosesi yavaşlattı.
“Kuantum bilgisayarı kullanarak oluşturduğumuz sistem, femtosaniyelerde gerçekleşen dinamikleri milisaniyelere yavaşlattık. Bu sayede anlamlı gözlemler ve ölçümler yapabildik. Bu daha öncesinde yapılmamıştı, ” diyor Sidney Üniversitesi Kimya Fakültesi’nden Vanessa Olaya Agudelo,
Konik etkileşimler moleküllerin içinde potansiyel enerjinin hızlı bir şekilde aktarımı olarak tanımlanabilir. Bu nedenle, örtüşen alanları ve değişen parçacık davranışı dalgalarını içeren kuantum fiziğinin dili ve matematiği kullanılarak en iyi şekilde tanımlanırlar.
Kimyasal açıdan kuantum reaksiyonlar, fotosentez ve insan gözündekine benzer ışık tabanlı reaksiyonlarda gerçekleşir.
Bu araştırmanın gerçekleşmesi için elektron hali değişimin haritalandırılması gerekiyordu. İşte bunun için elektrik alanlarını hapsedebilen ve lazerle manipüle edilebilen iyon tuzaklı kuantum bilgisayar kullanıldı.
Bu kompleks proses gerçekleştirildiğinde, her şey yavaşladığından gözlem yapılabiliyor. Bilim insanları, bunu bir rüzgar tünelindeki bir uçağın kanadında yapılan aerodinamik gözlemlere benzetiyorlar .
Sidney Üniversitesi Fizik Fakültesi’nden Christophe Valahu, “Deneyimiz sürecin dijital bir yaklaşımı değildi; bu, gözlemleyebildiğimiz bir hızda ortaya çıkan kuantum dinamiklerinin doğrudan analog bir gözlemiydi,” diyor.
Fotokimyada konik kesişimler çok yaygın olduğundan , yeni araştırma birçok araştırma alanında oldukça faydalı olacak. Bu araştırma farklı bilim alanlarından araştırmacıların birlikte çalışmasıyla nasıl yeni anlayışların bulunabileceğini gösteriyor.
Daha genel olarak kuantum bilgisayarlar , her türlü reaksiyonu ve etkileşimi simüle etme konusunda gerçekten büyük imkanlar sağlayacak gibi gözüküyor. Çok hızlı ve çok küçük doğa olaylarını daha iyi anlamak, onlardan nasıl yararlanacağımız konusunda daha iyi bir fikre sahip olduğumuz anlamına gelir.
Olaya Agudelo, “Moleküllerin içindeki ve arasındaki bu temel süreçleri anlayarak malzeme bilimi, ilaç tasarımı veya güneş enerjisi hasadında yeni bir olasılıklar dünyasının kapısını açabiliriz,” diyor .
Ayrıca sisin nasıl oluştuğu veya ozon tabakasının nasıl hasar gördüğü gibi ışıkla etkileşime giren moleküllere dayanan diğer süreçlerin kavranmasını iyileştirilmede de yardımcı olabilir .”
Araştırma Nature Chemistry’de yayınlandı .
