Các nhà khoa học trình bày cách tăng tốc hoặc làm chậm các phản ứng bằng cách sử dụng các khe gương nhỏ bé

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester đã khám phá ra một lời giải chi tiết về cách điều khiển tốc độ phản ứng hóa học mà không cần các phương pháp truyền thống như nhiệt, ánh sáng hoặc hóa chất bổ sung, bằng cách tận dụng một hiệu ứng lượng tử gọi là cộng hưởng mạnh dao động (VSC). Hiện tượng này xảy ra khi các phân tử được đặt bên trong một khoang vi quang học — một khe cực nhỏ giữa các gương phủ vàng — làm thay đổi môi trường điện từ xung quanh các phân tử. Sự tương tác giữa các dao động phân tử và trường ánh sáng bị giới hạn trong khoang này có thể làm tăng hoặc giảm tốc độ phản ứng bằng cách thay đổi cách thức trao đổi năng lượng giữa các phân tử và môi trường xung quanh, hiệu quả điều chỉnh tốc độ phản ứng bằng cách điều chỉnh cường độ cộng hưởng. Phát hiện này đã giải quyết một bí ẩn kéo dài về VSC, lần đầu được quan sát vào năm 2016, khi tốc độ phản ứng thay đổi dưới những điều kiện này mặc dù nhiệt độ và ánh sáng không đổi. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Rochester đã kết hợp cơ học lượng tử với các mô phỏng quy mô lớn để phát triển một mô hình giải thích khi nào và như thế nào VSC xảy ra và cách kiểm soát nó. Những phát hiện của họ gợi ý rằng việc điều chỉnh môi trường lượng tử, thay vì bản thân các phân tử, mang lại một phương pháp mới, tiết kiệm năng lượng.