Оказалось, что спирт имеет некоторые квантовые свойства

Наблюдения за распределением электрического заряда по молекулам этанола и других спиртов показало, что в формировании областей с частично положительным и отрицательным зарядом внутри них неожиданно большую роль играют квантовые эффекты. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в The Journal of Physical Chemistry.

Вода и спирты относятся к полярным жидкостям. Это означает, что электрический заряд в них распределен неравномерно из-за разницы в физических свойствах их составляющих.

Ученые считают, что полярными становятся только вещества с особой пространственной структурой, из-за которой электрический заряд и распространяется в пространстве неравномерно. Однако опыты последних лет показывают, что полярными свойствами могут управлять и другие факторы, о которых ученые, впрочем, пока ничего не знают.

В новом исследовании ученые из России и США обнаружили один из таких факторов. В ходе работы они изучали, как взаимодействуют друг с другом молекулы простых спиртов, которые отличаются друг от друга длиной углеводородного “хвоста”.

Ученые следили, как эти вещества взаимодействуют с электрическими полями меняющейся частоты. Она менялась в диапазоне от нескольких сотен герц до десяти терагерц. Отслеживая различия в реакции молекул на подобные изменения, физики пытались понять, влияют ли на полярность спиртов какие-то другие факторы, кроме формы их молекул.

Оказалось, что все спирты реагировали на изменения электрического поля примерно одинаково. Это говорит о том, что различия в длине и устройстве их молекул почти не влияли на эти взаимодействия. Просчитав взаимодействия отдельных атомов водорода и кислорода внутри них, физики пришли к выводу, что причиной этих аномалий были квантовые процессы внутри молекул спиртов.

“Основной механизм диэлектрической поляризации в спиртах имеет не классическую, а квантово-механическую природу. Он связан с туннелированием избыточных протонов и последующим образованием межмолекулярных диполей с протонными дырками”, – рассказал один из авторов исследования доцент Сколковского института науки и технологий Хенни Уэрдан.

Ученые предполагают, что схожим образом могут быть устроены многие другие полярные вещества, в поведении которых ученые заметили похожие аномалии. Они надеются проверить это в дальнейших исследованиях, которые дадут понять, какую роль квантовые свойства молекул могут играть в их важнейших свойствах.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.