http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 08:04:57 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會
據美國物理學家組織網6月9日報道,美國和德國科學家在最新一期《科學》雜誌上撰文指出,他們在實驗中發現並首次證明,一種名為“隧道控製”的(de)新(xin)機(ji)製(zhi)或(huo)許(xu)是(shi)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)中(zhong)新(xin)的(de)驅(qu)動(dong)力(li),它(ta)可(ke)讓(rang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)偏(pian)離(li)傳(chuan)統(tong)方(fang)向(xiang),獲(huo)得(de)新(xin)的(de)反(fan)應(ying)結(jie)果(guo)。新(xin)發(fa)現(xian)有(you)望(wang)改(gai)變(bian)科(ke)學(xue)家(jia)對(dui)從(cong)材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)到(dao)生(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)領(ling)域(yu)所(suo)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)的(de)理(li)解(jie),並(bing)設(she)計(ji)出(chu)新(xin)的(de)反(fan)應(ying)。
這種驅動力是無意間被發現的。科學家們本來是將分離出的化合物甲基羥基化烯烴(methylhydroxycarbene)在極低溫度下保存在固態氬氣中,然而,令人詫異的是,幾小時後,該化合物消失了。這促使美國佐治亞大學的理論化學教授衛斯理•艾倫團隊和德國吉森加斯特斯-李比希大學的皮特•施雷納團隊進行大規模、更高級的計算來解開這個謎團。
科ke學xue家jia們men認ren為wei,這zhe種zhong物wu質zhi會hui消xiao失shi的de原yuan因yin隻zhi有you一yi個ge,那na就jiu是shi發fa生sheng了le化hua學xue反fan應ying。但dan環huan繞rao在zai該gai化hua合he物wu周zhou圍wei的de隻zhi有you惰duo性xing氬ya氣qi原yuan子zi,極ji低di的de溫wen度du也ye無wu法fa提ti供gong所suo需xu的de熱re能neng,另ling外wai,得de到dao的de反fan應ying產chan物wu是shi乙yi醛quan——這是在科學家們構想的多種可能性中最不可能出現的一種。艾倫解釋道,發生這種變化的驅動力並不是傳統的驅動力——動力和熱力,而是所謂的量子力學隧道效應。
量子力學隧道效應在10年nian前qian就jiu被bei科ke學xue家jia們men在zai研yan究jiu放fang射she性xing時shi首shou次ci證zheng實shi。在zai經jing典dian力li學xue中zhong,分fen子zi運yun動dong可ke以yi被bei理li解jie為wei粒li子zi在zai一yi個ge勢shi能neng麵mian上shang進jin行xing漫man遊you,能neng量liang勢shi壘lei被bei看kan作zuo該gai勢shi能neng麵mian上shang的de“山口”,將(jiang)化(hua)合(he)物(wu)隔(ge)離(li)開(kai)來(lai)。按(an)經(jing)典(dian)力(li)學(xue),當(dang)動(dong)能(neng)小(xiao)於(yu)勢(shi)壘(lei)高(gao)度(du)時(shi),粒(li)子(zi)不(bu)可(ke)能(neng)穿(chuan)過(guo)勢(shi)壘(lei)。但(dan)在(zai)量(liang)子(zi)力(li)學(xue)中(zhong),微(wei)觀(guan)粒(li)子(zi)仍(reng)有(you)一(yi)定(ding)的(de)概(gai)率(lv)以(yi)一(yi)定(ding)的(de)速(su)度(du)穿(chuan)過(guo)勢(shi)壘(lei),這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)被(bei)稱(cheng)為(wei)隧(sui)道(dao)效(xiao)應(ying)。
kexuejiazhiqianyizhirenwei,zaihuaxuefanyingzhong,suidaoweihuaxuefanyingsudutigonglediergexiaozhengyinzi,buhuitigongzhipeixingdequdongli。erzuixinshiyanfaxian,suidaokongzhinengduihuaxuefanyingqizhipeizuoyong,gaibianjingdianlixuekongzhixiadefanyingjieguo,suidaoxiaoyingnengdaozhiyigebingmeiyouzuidijihuoshileidehuaxuefanyingchuxian。
艾倫表示,盡管該反應在極低溫度下進行,而且是在專門針對甲基羥基化烯烴的研究中發現這種“隧道控製”的,但其可能是一種普遍現象,尤其是在涉及氫轉移的反應時,並且,這種過程可能也不受極低溫度的限製。