Os cientistas há muito suspeitam que um fenômeno quântico pode desempenhar um papel na fotossíntese e outras reações químicas da natureza, mas não sei ao certo porque tal fenômeno é muito difícil de identificar.

Os pesquisadores da Purdue University demonstraram uma nova maneira de medir o fenômeno do emaranhamento em reações químicas - a capacidade das partículas quânticas de manter uma correlação especial entre si a uma grande distância.

Descobrir exatamente como as reações químicas funcionam pode trazer maneiras de imitá-las ou recriá-las em novas tecnologias, como para projetar melhores sistemas de energia solar.

O estudo, publicado na sexta-feira (2 de agosto) em Avanços da Ciência , generaliza um teorema popular chamado "desigualdade de Bell" para identificar o emaranhamento em reações químicas. Além de argumentos teóricos, os pesquisadores também validaram a desigualdade generalizada por meio de uma simulação quântica.

"Ninguém mostrou experimentalmente emaranhamento em reações químicas ainda porque não tivemos uma maneira de medi-lo. Pela primeira vez, temos uma maneira prática de medi-lo, "disse Saber Kais, professor de química em Purdue. "A questão agora é, podemos usar o emaranhamento em nossa vantagem para prever e controlar o resultado das reações químicas? "

Desde 1964, A desigualdade de Bell foi amplamente validada e serve como um teste para identificar o emaranhamento que pode ser descrito com medidas discretas, como medir a orientação do spin de uma partícula quântica e, em seguida, determinar se essa medição está correlacionada com o spin de outra partícula. Se um sistema viola a desigualdade, então existe o emaranhamento.

Mas descrever o emaranhamento em reações químicas requer medições contínuas, como os vários ângulos de feixe que espalham os reagentes e os forçam a entrar em contato e se transformar em produtos. O modo como as entradas são preparadas determina as saídas de uma reação química.

A equipe de Kais generalizou a desigualdade de Bell para incluir medições contínuas em reações químicas. Anteriormente, o teorema foi generalizado para medições contínuas em sistemas fotônicos.

A equipe testou a desigualdade de Bell generalizada em uma simulação quântica de uma reação química produzindo a molécula de hidreto de deutério, a partir de um experimento de pesquisadores da Universidade de Stanford que teve como objetivo estudar os estados quânticos das interações moleculares, publicado em 2018 em Química da Natureza .

Como as simulações validaram o teorema de Bells e mostraram que o emaranhamento pode ser classificado em reações químicas, A equipe de Kais propõe testar o método com hidreto de deutério em um experimento.

"Ainda não sabemos quais saídas podemos controlar tirando proveito do emaranhamento em uma reação química - apenas que essas saídas serão diferentes, "Kais disse." Tornar o emaranhamento mensurável nesses sistemas é um primeiro passo importante. "