Ultrakoude chemie onthult ‘moleculaire dans’

Karlijn Klei

2019-11-30 12:59:44

Door ze met lasers bijna tot het absolute nulpunt af te koelen, brachten onderzoekers de reactiesnelheid van twee moleculen terug tot een goed zichtbaar ‘slakkengangetje’.

Een chemische reactie is het proces waarbij stoffen – atomen of moleculen – via het breken dan wel vormen van chemische bindingen omgezet worden in andere stoffen. Deze essentiële reacties vinden altijd en overal plaats. En dat gebeurt razendsnel: in een miljoenste of miljardste van een seconde.

Dat tijdsbestek, enkele femtoseconden, maakt het flink lastig dit fenomeen goed te bestuderen. Ultrakoude chemie lijkt een oplossing te zijn, zo is te lezen in vakblad Science. In een wirwar van lasers koelden Harvard-onderzoekers reagerende moleculen af tot vlak boven het absolute nulpunt. Dat vertraagde de ‘chemische dans’ zo sterk, dat het team de anders razendsnelle reactie tot in detail konden volgen.

Lees ook:

Koud, kouder, koudst

Bij ultrakoude chemie worden atomen met behulp van lasers afgekoeld tot vlak boven het absolute nulpunt van 0 graden Kelvin (K), oftewel -273,15 graden Celsius. Met hun nieuwe opstelling lukte het de Harvard-onderzoekers de temperatuur van kaliumrubium-moleculen (KRb) terug te brengen tot 500 nanokelvin – slechts een paar miljoenste graden boven die absolute nulwaarde.

Waarom? Kou vertraagt de anders zeer beweeglijke moleculen. Extreme kou, zoals bij dit experiment, brengt de hele reactie terug tot microseconden. Dat is nog steeds snel, maar een stuk langzamer dat de gangbare femtoseconden. Zo kon het team de reactie gedetailleerder dan ooit volgen: van de ontmoeting van de moleculen, tot het breken van de oude bindingen en het vormen van de nieuwe.

Volgen en manipuleren

Met deze ultrakoude opstelling kunnen onderzoekers chemische reacties niet alleen heel nauwkeurig volgen. Dankzij de vertraging kan men de ijskoude atomen ook heel precies manipuleren. En ook dat is interessant. Dat maakt het in theorie namelijk mogelijk om allerlei nieuwe moleculen te maken die onder normale omstandigheden niet zouden vormen.

Bronnen: Science, Harvard University via EurekAlert!

Beeld: Ming-Guang Hu/Harvard University

KIJK 12-2019Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK

 










Meer Nieuws

tijdelijk Gratis verzending

We begrijpen dat je niet staat te springen om nu naar de supermarkt te gaan om een exemplaar van KIJK uit de schappen te grissen. Bestel onze edities online en met kortingscode GRATIS betaal je géén verzendkosten.