Em termos de tamanho, pode ser o menor avanço científico já feito em Harvard.

O professor assistente de Química e Biologia Química de Harvard, Kang-Kuen Ni, e seus colegas combinaram dois átomos pela primeira vez no que os pesquisadores chamam de molécula dipolar. O trabalho é descrito em um novo artigo publicado em Ciência .

Os pesquisadores dizem que a descoberta é uma grande promessa para o futuro da computação quântica, como a molécula dipolar constitui um novo tipo de qubit, a menor unidade de informação quântica, o que poderia levar a dispositivos mais eficientes.

"A direção do processamento de informações quânticas é uma das coisas que nos entusiasmam, "Ni disse." Precisamos de moléculas para todas as aplicações diferentes em nossas vidas diárias. Contudo, o espaço molecular é tão grande, não podemos explorá-lo suficientemente com os computadores atuais. Se tivermos computadores quânticos que possam potencialmente resolver problemas complexos e explorar o espaço molecular de forma eficiente, o impacto será grande. "

Embora o desenvolvimento dessas moléculas - e os computadores que podem tirar proveito delas - exigirá muito mais pesquisas, os resultados atuais demonstram um nível de trabalho de precisão não alcançado anteriormente.

Os átomos se tornam uma molécula quando são unidos para criar uma reação química; as moléculas são, em última análise, os blocos de construção da química e da própria vida. Laboratórios no passado criaram moléculas combinando grupos de átomos, e as reações foram então medidas em termos de médias. O objetivo era obter insights adicionais sobre como as moléculas interagem, e para habilitar controles para química de reação e projetar novos materiais quânticos.

A equipe liderada por Ni, Contudo, começou com apenas dois átomos, um sódio e um césio, que foram resfriados a temperaturas extremamente baixas, onde novas fases quânticas além do gás, líquido, e sólido surgiria. Os pesquisadores então capturaram os átomos usando lasers e os fundiram em uma armadilha dipolar óptica. Enquanto os dois átomos estavam em um "estado excitado", isto é, eletricamente carregado pelo laser - a reação para criar uma molécula pode ocorrer.

"É verdade que para cada reação, "Ni disse, "átomos e moléculas se combinam individualmente no nível microscópico. O que fizemos de maneira diferente é criar mais controle sobre eles. Pegamos duas espécies diferentes de átomos individuais com pinças ópticas e lançamos um pulso de laser para ligá-los. Todo o processo está acontecendo em um vácuo ultra-alto, com densidade de ar muito baixa. "

Embora tenha vida curta, a reação provou que uma molécula poderia se formar usando o estímulo do laser, em vez de átomos adicionais, como o catalisador.

Ni disse que mais um passo seria combinar átomos em uma "base, "ou não eletricamente excitado, Estado, com o objetivo de criar reações moleculares de vida mais longa. A esperança, ela adicionou, é que se uma molécula dipolar pode ser criada em laboratório, maiores e mais complexos podem ser, também.

"Eu acho que muitos cientistas seguirão, agora que mostramos o que é possível, "Ni disse." Este estudo foi motivado por algumas coisas diferentes. Em geral, estamos interessados ​​em um estudo fundamental para ver como a interação física e a reação química contribuem para tornar os fenômenos complexos. Queríamos pegar o caso mais simples, as leis da mecânica quântica, quais são as leis fundamentais da natureza. Nossas peças quânticas se transformarão em algo mais complexo; essa foi a motivação inicial. Certamente o trabalho não acabou, mas este é um passo revolucionário. "