प्रयोगशालाओं में, रसायनज्ञ उत्प्रेरक सतहों पर अभिक्रियाओं को शास्त्रीय प्रक्रिया मानने के आदी हैं: अणु टकराते हैं, इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं और नए पदार्थ बनाते हैं। हालाँकि, नॉटिंघम विश्वविद्यालय और हार्वर्ड के वैज्ञानिकों का नया संयुक्त कार्य इस सरलीकरण पर प्रश्नचिह्न लगाता है।
नॉटिंघम के स्कूल ऑफ मैथमैटिकल साइंसेज के प्रोफेसर जेरार्डो एडेसो ने अपने सहयोगियों मेलिसा मैथर और एनाबेल लैंटर्ना के साथ मिलकर UKRI और अमेरिकी राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के संयुक्त कार्यक्रम के तहत वित्त पोषण प्राप्त किया। अमेरिकी हिस्से का नेतृत्व प्रोफेसर जूनहो ली और सुयान ज़ू कर रहे हैं। परियोजना 'एंटैंगलमेंट विटनेस ऑफ हेटेरोजीनियस सरफेस रिएक्शन्स' का कुल बजट नॉटिंघम के लिए लगभग 550 हजार पाउंड और हार्वर्ड के लिए 700 हजार डॉलर होगा। यह शोध अक्टूबर 2026 से शुरू होकर तीन साल तक चलेगा।
क्वांटम उलझाव एक ऐसी अवस्था है जिसमें कणों के गुण दूरी पर भी जुड़े रहते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, पर्यावरण ऐसे सहसंबंधों को जल्दी नष्ट कर देता है, और रसायनज्ञ क्वांटम प्रभावों पर विचार किए बिना अभिक्रियाओं का वर्णन करते हैं। टीम यह जाँच करेगी कि क्या वास्तविक विषम सतह अभिक्रियाओं में उलझाव बना रहता है और क्या यह उनके पाठ्यक्रम को प्रभावित करता है।
इसके लिए, वैज्ञानिक तीन दृष्टिकोणों को जोड़ेंगे: हीरे में नाइट्रोजन-रिक्ति दोषों का उपयोग करके नैनोस्केल क्वांटम संवेदन, उलझाव की पुष्टि के लिए क्वांटम सूचना सिद्धांत के तरीके, और खुली क्वांटम प्रणालियों की प्रथम-सिद्धांत गणना। यदि सहसंबंध वास्तव में क्वांटम हैं, शास्त्रीय नहीं, तो यह उत्प्रेरण की समझ को बदल देगा।
परिणाम उत्प्रेरक और चुंबकीय सामग्रियों के अध्ययन के लिए नए उपकरणों के निर्माण का कारण बन सकते हैं। भविष्य में, यह फोटोकैटलिसिस, ऊर्जा रूपांतरण और क्वांटम प्रौद्योगिकियों की अधिक कुशल प्रक्रियाओं के मार्ग खोलेगा, जो पहले से ही उर्वरक उत्पादन, निकास गैस शोधन और सौर सेल विकास को प्रभावित कर रहे हैं।
यह परियोजना यूके और अमेरिका के बीच सहयोग को भी मजबूत करेगी, गणितीय और रासायनिक विज्ञान में पोस्टडॉक्स का समर्थन करेगी। प्रयोग और सिमुलेशन दोनों देशों में समानांतर रूप से चलेंगे, जिससे परिकल्पनाओं का परीक्षण तेज होगा।
यदि उलझाव वास्तव में रासायनिक परिवर्तनों में भाग लेता है, तो अभिक्रियाओं के सामान्य विवरणों में गंभीर संशोधन की आवश्यकता होगी।
