Di laboratorium, para kimiawan terbiasa menganggap reaksi pada permukaan katalis sebagai proses klasik: molekul bertabrakan, bertukar elektron, dan membentuk zat baru. Namun, kerja sama baru para ilmuwan dari Universitas Nottingham dan Harvard mempertanyakan penyederhanaan ini.
Profesor Gerardo Adesso dari Sekolah Ilmu Matematika Nottingham bersama rekan-rekannya Melissa Mather dan Anabel Lanterna menerima pendanaan dari program bersama UKRI dan National Science Foundation AS. Bagian Amerika dipimpin oleh Profesor Junho Lee dan Xuyang Xu. Total anggaran proyek 'Entanglement Witness of Heterogeneous Surface Reactions' akan mencapai sekitar 550 ribu pound untuk Nottingham dan 700 ribu dolar untuk Harvard. Penelitian akan berlangsung selama tiga tahun mulai Oktober 2026.
Keterikatan kuantum adalah keadaan di mana sifat-sifat partikel tetap terhubung bahkan pada jarak jauh. Dalam kondisi normal, lingkungan dengan cepat merusak korelasi semacam itu, dan para kimiawan menggambarkan reaksi tanpa memperhitungkan efek kuantum. Tim akan menguji apakah keterikatan bertahan dalam reaksi heterogen nyata pada permukaan dan apakah hal itu memengaruhi jalannya reaksi.
Untuk ini, para ilmuwan akan menggabungkan tiga pendekatan: penginderaan kuantum skala nano menggunakan cacat nitrogen-vacancy dalam berlian, metode teori informasi kuantum untuk mengonfirmasi keterikatan, dan perhitungan dari prinsip pertama untuk sistem kuantum terbuka. Jika korelasi tersebut benar-benar kuantum, bukan klasik, ini akan mengubah pemahaman tentang katalisis.
Hasilnya dapat mengarah pada pengembangan alat baru untuk mempelajari material katalitik dan magnetik. Ke depannya, ini akan membuka jalan menuju proses fotokatalisis yang lebih efisien, konversi energi, dan teknologi kuantum yang sudah memengaruhi produksi pupuk, pembersihan gas buang, dan pengembangan sel surya.
Proyek ini juga akan memperkuat kerja sama antara Inggris dan AS, mendukung peneliti pascadoktoral dalam ilmu matematika dan kimia. Eksperimen dan simulasi akan dilakukan secara paralel di kedua negara, yang akan mempercepat pengujian hipotesis.
Jika keterikatan benar-benar berperan dalam transformasi kimia, deskripsi reaksi yang biasa memerlukan peninjauan ulang yang serius.
