Kimyanın İmkansız Molekülünü Fizikçiler Oluşturdu

Bu; kimya araştırmacılarının uzun süredir sentezlemeyi umdukları moleküldü. Bu fiziksel süreçlerin, aslında başka yollardan elde edilmesi imkânsız olan moleküllerin oluşturulması için kullanılabileceğini gösterdi.

Bu özel molekül, şaşırtıcı olmayan bir şekilde, üçgen biçimlidir. Belli üçgen biçimli moleküller “halka yapısı” olarak bilinen bir fenomen nedeniyle oldukça nadirdir. Moleküler bağlarının sıkı açıları, genellikle çok reaktif oldukları anlamına gelir ve çok çeşitli ortamlarda uzun süre dayanamaz. Bununla birlikte, molekül onu son derece kararsız hale getiren eşi benzeri olmayan elektron çiftine sahiptir.

Üçgen şekilli tek atomlu karbon tabakası olarak daha küçük altıgen formlarından oluşan Triangulen’in, birkaç yıldır kimya yardımcıları tarafından var olduğu varsayılmıştır. Ancak hiçbir geleneksel kimyasal süreci, bunun istikrarlı bir sürümünü oluşturabilmiş gibi gözükmüyordu.

Elektron ölçeğinde atomları manipüle edebilecek bir cihazı kullanmaya karar veren IBM sahneye çıktı. İlk olarak, Nature Nanotechnology dergisinde bildirildiği gibi, İngiltere’deki kimyagerler, öncü bir molekül yakaladılar. Bu molekül, Triangulen’e çok benziyor, ancak iki ek hidrojen atomu var.

Bir Triangulen çizimi, gerçeğinin resmine dayanarak çizilmiştir. IBM Research

Kimyagerler, bu öncü maddeyi bir dizi bakır ve izolasyon plakasına yerleştirdiler ve molekülü benzersiz bir atomik görüntüleme cihazı kullanarak incelemek için küçük ölçeklerde karbon monoksit ve altın kombinasyonunu kullandılar.

Bu cihaz daha önceden Olimpiyatların resmi logosu şeklinde olan olimpicene gibi garip moleküllere bakmak için kullanılmıştı. Görüntüler bulanık olmasına rağmen, bireysel atomik bağlar görülebilir.

Cihaz, doğrudan molekülün elektronlarıyla etkileşerek, “dürtmek” için değişken voltajlar kullanıyor. Bu etkileşim, araştırmacıların molekülün karmaşık yapısını görmesini sağlıyor, ancak araştırmacılar, molekülün kendisinin kimyasını gerçekten değiştirmek için kullanıp kullanamayacaklarını merak ediyorlar.

Bazı kesin hedeflenmiş ayar voltajı “yıldırımlar” kullanarak, iki ek hidrojen atomunu uzaklaştırmayı başardılar ve öncü molekül, efsanevi triangulene dönüştürüldü. Daha kararlı bir forma geri dönmeden önce dört gün dayandı. Bu süre, araştırmacılara molekülün varlığını kanıtlamaya yetecek kadar uzundur.

Zürih’teki IBM laboratuvarı ekibine başkanlık eden Leo Gross, Nature dergisine “Triangulen, kimyagerlerin çok uğraştıkları ve başaramadıkları şeyi yaptığımız, ilk molekül.” açıklamasında bulundu.

Araştırmacılar sadece kimyayı yenmediler, ayrıca ekip fiziksel işlemden serbest kalan iki elektronun, iki ayrı yönde “döndürülebileceğini” kaydetti. Bu olay, kuantum hesaplamada kullanılan moleküllerin önemli bir özelliğidir ve bu tür moleküllerin bir tarafı  “0” ve diğer tarafı “1”i temsil eder.

Her iki durumun da aynı anda temsil edilebilmesi sayesinde, bu moleküllerden oluşan bir sistem üzerinde, her zamankinden daha fazla sayısal bilgi depolanabilir. Tabii ki, neden IBM’in triangulen ile bu kadar çok ilgilendiğini de açıklıyor.

Bu yüzden kimya üzerinde sadece zafer kazanmadılar, kuantum bilgisayar geleceği için de bir zafer kazandılar. Bu çok etkileyici.

Bu yeni moleküller kuantum bilgisayar geleceğinde hayati önem taşıyabilirler. Jurik Peter/shutterstock

Modern zamanda simyager olmak istiyorsanız, o zaman Breaking Bad’i unutun, onun yerine Cosmos’a bir göz atın.

Kaynak
http://www.iflscience.com/physics/physicists-forge-impossible-molecule-chemists-failed-make/all/