Os alunos aprendem no ensino médio que as moléculas devem estar em contato para reagir quimicamente. Mas e se isso nem sempre for verdade? É essa ideia, que desafia as "leis dos livros, "uma equipe de teóricos explorou. Eles mostraram que, embora esteja em um recipiente completamente diferente dos reagentes, um catalisador pode fazer uma reação acontecer. Isso é, um catalisador fazia com que o ácido nitroso mudasse de forma sem tocá-lo. A teoria da equipe desafia a sabedoria convencional sobre o que é necessário para fazer uma reação acontecer.

Os livros didáticos do ensino médio afirmam que as moléculas precisam se tocar para reagir. Neste estudo teórico, os cientistas projetaram um dispositivo quântico que separa o catalisador dos produtos químicos iniciais. Usando luz, os cientistas animaram o catalisador para controlar a reação adjacente. A configuração pode permitir que os químicos reconfigurem ligações químicas que eles não podem acessar de outras maneiras.

Algumas ligações químicas são difíceis de reorganizar porque é difícil acessá-las. Isso se alinha com a sabedoria convencional de que fazer e quebrar laços, um catalisador deve estar em contato físico com a ligação. Os pesquisadores desafiaram essa sabedoria. A equipe mostrou como é possível alterar ligações quando o catalisador e os reagentes estão separados, explorando um forte acoplamento entre a luz e a matéria que pode levar a mudanças nas reações químicas.

A equipe propôs um dispositivo quântico onde um espelho separa um catalisador (ácido glioxílico) do reagente (ácido cis-nitroso). Eles excitaram as moléculas de catalisador e seu recipiente (uma "cavidade" óptica) usando um curto busto de luz de um laser ultrarrápido, para formar polaritons, quase-partículas feitas de luz e matéria. Os polaritons aumentam a isomerização cis-trans do ácido nitroso em uma ordem de magnitude. A formação de polaritons faz com que as moléculas nos recipientes se comportem como uma grande supermolécula. Se você afeta uma parte da supermolécula, você afeta o outro.

A equipe acredita que os experimentalistas logo serão capazes de construir o dispositivo quântico e mostrar o controle remoto da química no laboratório em breve.