Kvantinis efektas sudaro sąlygas kosmose vykti neįmanomoms cheminėms reakcijoms

Tyrėjai ankščiau manė, kad atvirame kosmose, itin atšiauriomis sąlygomis, kuomet temperatūra nukrenta iki -210 laipsnių pagal Celsijų, negali vykti tam tikra cheminė reakcija, kurioje dalyvauja alkoholis. Manyta, kad dėl itin žemos temperatūros tokioje aplinkoje tiesiog nėra pakankamai energijos cheminių ryšių tarp molekulių persitvarkymui. Tačiau neseniai atliktas tyrimas parodė, kad ši cheminė reakcija kosmose vyksta 50 kartų dažniau nei kambario temperatūroje.

Laboratorinėmis sąlygomis simuliuodami atvirame kosmose egzistuojančias sąlygas, chemikai pabandė įgyvendinti reakciją, siekdami nuodugniai ištirti jos eigą ir nustatyti priežastis, dėl kurių ji vyksta. Mokslininkai išsiaiškino, kad tokioje žemoje temperatūroje vykti neturinti cheminė reakcija vis dėlto gali įvykti dėl vadinamojo kvantinio tuneliavimo efekto.

Tuneliavimas vyksta pagal keistas kvantinės mechanikos taisykles, kurios teigia, kad elementariosios materijos dalelės dažniausiai neturi apibrėžtos būsenos, pozicijos ar greičio – šie faktoriai priklauso nuo didesnės ar mažesnės galimybės. Tai reiškia, kad dalelė pasižymi didele tikimybe būti vienoje sienos pusėje, tačiau tuo pačiu metu yra didelė tikimybė, kad ji yra visai priešingoje pusėje. Tokia galimybė sudaro sąlygas dalelei kartas nuo karto „perskrosti“ sieną kiaurai – tarytum perskirsti nematomą tunelį.

Kvantinio tuneliavimo būsena trunka itin trumpą laiką, taigi ilgai vykstančioms cheminėms reakcijoms šis efektas, atrodo, didelės įtakos daryti neturėtų. Tačiau svarbu turėti mintyje faktą, kad bet kokios cheminės reakcijos itin žemose temperatūrose vyksta žymiai lėčiau nei kambario.

Lidso universiteto (Didžioji Britanija) chemikas Dwayne'as Heardas kartu su kolegomis laboratorijoje susimuliavęs atviro kosmoso sąlygas, stebėjo kaip vyko metanolio reakcija su oksiduojančia chemine medžiaga – hidroksilo radikalu. Dabar mokslininkai panašiomis sąlygomis siekia išgyvendinti bei ištirti kitas tarp alkoholio ir kitų medžiagų vykstančias reakcijas.

D.Heardo ir kolegų atlikto eksperimento rezultatai neseniai paskelbti moksliniame žurnale „Nature Chemistry“.