वैज्ञानिक अन्वेषण के एक उल्लेखनीय कारनामे में, शोधकर्ताओं ने पहली बार फ्लोरीन परमाणुओं में क्वांटम टनलिंग का अवलोकन किया है। इस साल घोषित यह अभूतपूर्व खोज, क्वांटम यांत्रिकी और रसायन विज्ञान में इसके अनुप्रयोगों की हमारी समझ में एक महत्वपूर्ण प्रगति है।
क्वांटम टनलिंग, एक ऐसी घटना जहां कण उन ऊर्जा बाधाओं को पार कर सकते हैं जिन्हें उन्हें पार करने में सक्षम नहीं होना चाहिए, आमतौर पर इलेक्ट्रॉनों जैसे छोटे कणों में देखी जाती है। हालाँकि, फ्री यूनिवर्सिटी ऑफ बर्लिन के वैज्ञानिकों ने फ्रांस के सहयोगियों के साथ मिलकर अब फ्लोरीन परमाणुओं में इस प्रभाव का प्रदर्शन किया है। यह सफलता रासायनिक प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने और फ्लोरीन युक्त यौगिकों के रसायन विज्ञान को बेहतर ढंग से समझने के लिए नए रास्ते खोलती है।
टीम की यात्रा लेजर एब्लेशन प्रयोगों से शुरू हुई, जिसका उद्देश्य संक्रमण धातुओं का अध्ययन करना था। उन्होंने अपने आईआर स्पेक्ट्रा में एक अप्रत्याशित संकेत देखा, जिससे उन्हें एक विदेशी पॉलीफ्लोराइड आयन की उपस्थिति की परिकल्पना करने के लिए प्रेरित किया। आगे के प्रयोगों और सिमुलेशन के माध्यम से, उन्होंने पुष्टि की कि पॉलीफ्लोराइड आयन में केंद्रीय फ्लोरीन परमाणु वास्तव में क्वांटम टनलिंग कर रहा था। “अब हम नीयन परमाणुओं की मैट्रिक्स गुहा में पूरे आयन, F, का अनुकरण करने में सक्षम थे। और हमने प्रयोग और सिद्धांत के बीच सहमति पाई,” सेबेस्टियन रीडेल ने समझाया।
यह खोज विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि फ्लोरीन अब तक का सबसे भारी परमाणु है जिसे रासायनिक प्रयोग में क्वांटम टनलिंग प्रदर्शित करते हुए देखा गया है। जैसा कि इज़राइल के बेन-गुरियन विश्वविद्यालय के सेबेस्टियन कोज़ुच ने उल्लेख किया है, “यह सबसे भारी परमाणु है जिसे प्रयोगात्मक रसायन विज्ञान की स्थिति में टनलिंग करते हुए देखा गया है।” अणु के चारों ओर का नीयन मैट्रिक्स एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो ऊर्जा बाधा को कम करके टनलिंग प्रक्रिया को प्रेरित करने वाला दबाव बनाता है।
इस शोध के निहितार्थ मौलिक रसायन विज्ञान से परे हैं। फ्लोरीन युक्त यौगिकों का व्यापक रूप से दवाओं, बैटरियों और अन्य आधुनिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, उनके अत्यधिक स्थिर C-F बंधन प्रदूषण का जोखिम पैदा करते हैं। रीडेल द्वारा उजागर किए गए फ्लोरीन के बंधन की गहरी समझ, इन पर्यावरणीय चुनौतियों का समाधान करने के लिए आवश्यक है। “हमें यह समझने की आवश्यकता है कि फ्लोरीन बंधन को कैसे सक्रिय किया जा सकता है,” उन्होंने जोर दिया।