Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps qu'un phénomène quantique pourrait jouer un rôle dans la photosynthèse et d'autres réactions chimiques de la nature, mais je ne sais pas avec certitude car un tel phénomène est si difficile à identifier.

Des chercheurs de l'Université Purdue ont démontré une nouvelle façon de mesurer le phénomène d'intrication dans les réactions chimiques :la capacité des particules quantiques à maintenir une corrélation spéciale les unes avec les autres sur une grande distance.

Découvrir exactement comment fonctionnent les réactions chimiques pourrait apporter des moyens de les imiter ou de les recréer dans les nouvelles technologies, comme pour concevoir de meilleurs systèmes d'énergie solaire.

L'étude, publié le vendredi (2 août) dans Avancées scientifiques , généralise un théorème populaire appelé "l'inégalité de Bell" pour identifier l'intrication dans les réactions chimiques. En plus des arguments théoriques, les chercheurs ont également validé l'inégalité généralisée grâce à une simulation quantique.

"Personne n'a encore montré expérimentalement l'enchevêtrement dans des réactions chimiques parce que nous n'avons pas eu de moyen de le mesurer. Pour la première fois, nous avons un moyen pratique de le mesurer, " dit Saber Kais, professeur de chimie à Purdue. "La question est maintenant, pouvons-nous utiliser l'intrication à notre avantage pour prédire et contrôler le résultat des réactions chimiques ?"

Depuis 1964, L'inégalité de Bell a été largement validée et sert de test de référence pour identifier l'enchevêtrement qui peut être décrit avec des mesures discrètes, comme mesurer l'orientation du spin d'une particule quantique, puis déterminer si cette mesure est corrélée avec le spin d'une autre particule. Si un système viole l'inégalité, alors l'intrication existe.

Mais décrire l'intrication dans les réactions chimiques nécessite des mesures continues, tels que les différents angles de faisceaux qui dispersent les réactifs et les forcent à entrer en contact et à se transformer en produits. La façon dont les entrées sont préparées détermine les sorties d'une réaction chimique.

L'équipe de Kais a généralisé l'inégalité de Bell pour inclure des mesures continues dans les réactions chimiques. Précédemment, le théorème avait été généralisé aux mesures continues dans les systèmes photoniques.

L'équipe a testé l'inégalité généralisée de Bell dans une simulation quantique d'une réaction chimique produisant la molécule d'hydrure de deutérium, s'appuyant sur une expérience menée par des chercheurs de l'Université de Stanford qui visait à étudier les états quantiques des interactions moléculaires, publié en 2018 dans Chimie de la nature .

Parce que les simulations ont validé le théorème de Bells et montré que l'intrication peut être classée en réactions chimiques, L'équipe de Kais propose de tester davantage la méthode sur l'hydrure de deutérium dans une expérience.

"Nous ne savons pas encore quelles sorties nous pouvons contrôler en tirant parti de l'enchevêtrement dans une réaction chimique - juste que ces sorties seront différentes, " a déclaré Kais. " Rendre l'enchevêtrement mesurable dans ces systèmes est une première étape importante. "