التوصل إلى أبرد تفاعل كيميائي في الكون المعروف

حقق العلماء إنجازاً فائق الدقة في درجات حرارة أبرد بملايين المرات من درجة حرارة الفضاء وبين النجوم ، واستطاعوا أن يجبروا جزيئين شديدي البرودة على الالتقاء والتفاعل ، وبذلك تشكلت أبرد الروابط في تاريخ التجمعات الجزيئية.

اكتشفوا أن أجهزتهم الجديدة يمكنها أن تفعل شيئًا لم يتنبؤا به. ففي مثل هذا البرودة الشديدة 500–  نانوكلفين أو بضعة ملايين من الدرجات تفوق الصفر المطلق (الصفر المطلق:   273.15°C –) تباطأت الجزيئات بهذه السرعات الجليدية بحيث تمكن الفريق أن يرى شيئًا لم يستطع أحد رؤيته من قبل: اللحظة التي تلتقي فيها الجزيئات لتشكيل جزيئين جديدين.  

التفاعلات الكيميائية هي المسؤولة عن كل شيء: التنفس والطهي والهضم وخلق الطاقة والأدوية والمنتجات المنزلية مثل الصابون. لذا ، فهم كيفية عملها على مستوى أساسي يمكن أن يساعد الباحثين في تصميم مجموعات لم يسبق للعالم رؤيتها. مع وجود عدد غير محدود تقريباً من التركيبات الجديدة الممكنة ، ويمكن أن يكون لهذه الجزيئات الجديدة تطبيقات لا نهاية لها من إنتاج طاقة أكثر كفاءة إلى مواد جديدة مثل الجدران المقاومة للعفن وحتى لبنات بناء أفضل لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تحدث التفاعلات الكيميائية في المليون من المليار من الثانية ، والمعروفة في العالم العلمي باسم الفمتوثانية (Femtoseconds). ولم يكن هناك قياس مباشر لما حدث بالفعل في هذه التفاعلات الكيميائية حتى تاريخ هذا الاكتشاف.

درجات الحرارة الباردة جدا تجبر التفاعلات على التباطؤ والخدر نسبيا. لأن الجزيئات تكون باردة جداً. عندما أنجز الفريق تفاعل جزيئين من روبيديوم والبوتاسيوم - تم اختيارهما من أجل مرونتهما - أجبرت درجات الحرارة شديدة البرودة الجزيئات على البقاء في المرحلة المتوسطة بالنسبة للميكروثانية. وقد تبدو المايكروثانية قصيرة ، ولكنها أطول بملايين المرات من المعتاد وطويلة بما يكفي ليقوم الفريق بدراسة المرحلة التي تنكسر فيها الروابط وتتشكل ، في جوهرها ، وكيف تتحول أحدى الجزيئات إلى أخرى جديدة.

بالفعل ، اكتشف الفريق ما يمكن أن يتعلمه الآخرون في مجال الاختبار شديد البرودة. بعد ذلك ، على سبيل المثال ، يمكنهم التعامل مع المواد المتفاعلة وتحفيزها قبل التفاعل لمعرفة كيف تؤثر الطاقة المرتفعة على نتيجة التفاعل. أو كيف يمكن التأثير على التفاعل عند حدوثه ، مع دفع جزيء أو آخر أي توجيه التفاعل بحسب الرغبة.