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L'observation quantique d'une réaction chimique ralentie 100 milliards de fois est désormais possible. Une première mondiale qui fera avancer la chimie quantique.
Une équipe de recherche australo-américaine focalise ses travaux sur l'observation de l'intersection conique. Elle a appliqué une méthode révolutionnaire pour mieux comprendre le phénomène. Celle-ci implique l'utilisation d'un ordinateur quantique pour examiner une réaction chimique ralentie une centaine de milliards de fois.
Notons que l'équipe en question se compose de chercheurs de l'université de Sydney, en Australie, et de l'université de Californie à San Diego, aux États-Unis. Par ailleurs, l'intersection conique est un concept primordial dans la chimie quantique. D'autre part, la nouvelle étude fait l'objet d'un papier paru dans la revue Nature Chemistry.
Les intersections coniques désormais observables
L'existence des intersections coniques est connue des scientifiques depuis longtemps. Cependant, ces interactions se réalisent seulement en quelques femtosecondes, soit des quadrillionnaires de seconde. Il était alors impossible d'examiner minutieusement ces phénomènes en raison de leur caractère extrêmement bref.
Les auteurs de la recherche ont ainsi tenté une nouvelle approche afin de contourner ce problème. Ils ont focalisé leurs efforts sur l'observation des interactions au moyen d'une particule chargée bloquée dans un champ électrique. Cela a permis de relativement prolonger à l'infini une réaction chimique.
Un ordinateur quantique à ions piégés a été nécessaire à la conception de ce système. Les chercheurs ont alors pu réduire la dynamique de la réaction chimique de la femtoseconde à la milliseconde. Le ralentissement a ensuite permis de réaliser des observations et de collecter des données très précieuses dans la compréhension de l'intersection conique.
Pas une approximation numérique, mais une vraie observation analogue
L'élaboration d'une méthode spécifique a rendu la recherche possible. Les chercheurs ont ainsi conçu un modèle quantique dans lequel les champs électriques se chargent de piéger les particules. Les lasers ont ensuite servi pour effectuer la manipulation.
Cette combinaison complexe des processus a permis, dans un premier temps, de ralentir la réaction chimique de 100 milliards de fois. Dans un second temps, elle a rendu possible la cartographie du changement d'état des électrons.
Les résultats de la recherche ne sont pas des approximations numériques, se défend l'équipe australo-américaine. Les chercheurs estiment avoir obtenu une représentation directe et analogue du comportement quantique à une fréquence permettant l'observation.
L'informatique quantique, au-delà de la réaction chimique ralentie
Il faut savoir que les intersections coniques sont très courantes en photochimie. De ce fait, les résultats de l'étude aideront à faire avancer de nombreuses recherches dans d'autres domaines. Ils montrent également les capacités impressionnantes de l'informatique quantique. Celles-ci permettent l'exploration de nouvelles possibilités.
En effet, les ordinateurs quantiques commencent à montrer leur potentiel pour simuler toutes sortes de réactions et d'interactions au niveau subatomique.
La compréhension de ces processus fondamentaux dans les molécules revêt un enjeu majeur pour les scientifiques. Elle peut effectivement ouvrir un nouveau monde de possibilités. Ces dernières sont capables de faire avancer significativement la science des matières. Cela révolutionnerait, par exemple, l'élaboration des médicaments.
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