De acordo com um estudo publicado na revista científica Nature Chemistry, pela primeira vez, uma equipe de cientistas conseguiu desacelerar uma reação química. Utilizando computação quântica e uma câmera superlenta para gravar o experimento, eles conseguiram fazer uma simulação capaz de diminuir a velocidade de uma reação química em até 100 bilhões vezes.
Conforme o estudo explica, os cientistas se concentraram em uma reação conhecida como interseção cônica. A estrutura geométrica é bastante comum na química, onde a energia entre duas superfícies é basicamente a mesma. Por exemplo, esse processo é crucial em diferentes processos da natureza, como na absorção da luz pela visão humana e até a absorção pelas plantas, com a fotossíntese.
Os químicos e outros cientistas já estão tentando observar estruturas geométricas na dinâmica química há bastante tempo, pelo menos desde a década de 1950. Contudo, um grande problema que eles enfrentam é a velocidade desses processos, por isso, a observação em uma câmera super-lenta representa um importante passo para a química.
“É através da compreensão desses processos básicos dentro e entre as moléculas que podemos abrir um novo mundo de possibilidades na ciência dos materiais, no design de medicamentos ou na captação de energia solar. Também poderia ajudar a melhorar outros processos que dependem de moléculas que interagem com a luz, como a forma que a poluição atmosférica é criada ou como a camada de ozônio é danificada”, explicou a pesquisadora-chefe do estudo e aluna de pós-doutorado, Vanessa Olaya Agudelo.
100 bilhões de vezes mais devagar
Para realizar o experimento, a equipe da Universidade de Sydney, na Austrália, utilizou um computador quântico de íons aprisionados; o computador aprisiona partículas quânticas em campos elétricos, posteriormente manipulados por lasers. Segundo Olaya Agudelo, as reações costumam acontecer em femtossegundos, ou seja, cerca de um bilionésimo de um milionésimo de segundo — por isso, são praticamente impossíveis de serem observadas.
A desaceleração permitiu que os cientistas realizassem medições da reação ao decorrer da desaceleração do processo. Os pesquisadores acreditam que compreender as dinâmicas extremamente rápidas desses processos podem responder algumas questões da química e oferecer novas possibilidades em torno do tema.
“Até agora, não conseguimos observar diretamente a dinâmica da ‘fase geométrica’; acontece rápido demais para ser investigado experimentalmente… Usando tecnologias quânticas, esse problema foi resolvido. Nosso experimento não foi uma aproximação digital do processo — foi uma observação analógica direta da dinâmica quântica que se desenrolava a uma velocidade que podíamos observar”, disse o principal autor do estudo, Dr. Christophe Valahu.
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