L'enchevêtrement quantique rend les liaisons chimiques mesurables pour la première fois
Des physiciens de la LMU développent un nouveau cadre pour comprendre la liaison chimique grâce à l'enchevêtrement quantique
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La liaison chimique est l'un des principaux principes d'organisation du monde microscopique. Elle détermine la manière dont les atomes se combinent et régit ainsi un large éventail de propriétés physiques et chimiques des systèmes quantiques sur de nombreuses échelles de longueur, allant des petites molécules et biomolécules aux matériaux solides de taille macroscopique. Pourtant, malgré leur importance fondamentale et le rôle prépondérant qu'elles jouent déjà dans l'enseignement des sciences au lycée, les liaisons chimiques restent étonnamment insaisissables du point de vue de la mécanique quantique. Elles sont indispensables pour décrire la matière, même si elles ne sont pas des quantités directement observables.
Dans un article récent publié dans Nature Communications, le groupe dirigé par le Dr Christian Schilling, physicien à l'université de Louvain et membre du pôle d'excellence MCQST, relève ce défi de longue date en utilisant des concepts de la théorie de l'information quantique. S'appuyant sur leur expertise en matière d'enchevêtrement orbital en chimie quantique, Christian Schilling et son doctorant Lexin Ding, aujourd'hui ETH Fellow à l'ETH Zurich, ainsi que leur collaborateur Eduard Matito du Centre international de physique de Donostia en Espagne, ont mis au point un nouveau cadre pour comprendre la liaison chimique grâce à l'enchevêtrement quantique.
Les chercheurs ont introduit la notion d'orbitales atomiques maximalement intriquées (MEAO), dont les modèles d'intrication révèlent les structures de liaison des molécules de manière naturelle et systématique. Il est remarquable que ce cadre permette de saisir non seulement les liaisons conventionnelles à deux centres décrites par les structures de Lewis, mais aussi des phénomènes de liaison plus complexes, notamment les liaisons multicentriques, les systèmes aromatiques tels que le benzène, et les modèles de liaison transitoires apparaissant au cours des réactions chimiques. Ces divers scénarios de liaison peuvent désormais être décrits dans un cadre unifié et entièrement ab initio.
Ces travaux révèlent un lien profond entre la liaison chimique et l'enchevêtrement quantique et établissent un langage unifié et quantitatif pour décrire les phénomènes de liaison. "À l'avenir, ce cadre pourrait devenir un outil puissant pour étudier les systèmes moléculaires complexes, les réactions chimiques et les mécanismes de liaison non conventionnels pour lesquels les approches traditionnelles échouent souvent", déclare Schilling.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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