Amerikanische Wissenschaftler haben eine Technik entwickelt, mit der Sie chemische Reaktionen auf der Ebene von Quantenwechselwirkungen steuern können - mithilfe von Photonenstrahlen.
Ein grundlegend neues Verfahren zur Steuerung chemischer Reaktionen unter Verwendung von Photonenstrahlen ähnelt einem Verfahren, das die Gravitationsbeschleunigung nutzt, um wirtschaftliche Flugbahnen von Raumfahrzeugen zu zeichnen. Aufgrund der Anziehungskraft verschiedener großer kosmischer Körper können Sie lange Strecken mit minimalem Kraftstoffverbrauch zurücklegen (so bewegt sich beispielsweise der europäische Rosetta-Apparat auf den Kometen Churyumov-Gerasimenko zu - wir haben darüber im Artikel „Marsbesuch“geschrieben)). Elektronen sind analog zu Satelliten. Die Kräfte, die sie in der Umlaufbahn um den Atomkern h alten, sind nicht gravitativ, und doch ähnelt ihr Verh alten in gewisser Näherung dem Verh alten makroskopischer Körper in einem Gravitationsfeld.
Jede chemische Umwandlung lässt sich letztlich auf eine Veränderung der Konfiguration der Elektronenhüllen einzelner Atome und Moleküle zurückführen. Dabei lässt sich das Verh alten von Elektronen mit Hilfe von Photonen – Lichtquanten – beeinflussen. Das bedeutet, dass chemische Reaktionen mit Photonenstrahlen gesteuert werden können, die aus Photonen einer bestimmten Frequenz bestehen, die in einer bestimmten Reihenfolge zugeführt werden. Diese Prämisse bildete die Grundlage der Methode, die von Wissenschaftlern um Martin Gruebele entwickelt wurde.
Unser Sonnensystem hat viele Planeten, Monde und Asteroiden, die ein Raumschiff dorthin bringen können, wo Sie es brauchen. Anstatt Tonnen von Treibstoff zu verbrennen und direkt zum Ziel durchzubrechen, können Sie das Gerät auf die gewünschte Flugbahn in der Nähe eines großen Körpers bringen: Seine Anziehungskraft wird Ihnen die ganze Hauptarbeit abnehmen “, kommentiert Martin Gruebel. Ebenso ist es möglich, die Metamorphosen von Elektronenhüllen durch sorgfältig berechnete Photonenimpulse zu beeinflussen, die als Energiequelle dienen. Gleichzeitig wird der Hauptteil der Arbeit an der Umwandlung einer Substanz in eine andere von den Kräften geleistet, die für die Existenz von Atomen und Molekülen als integrale Systeme verantwortlich sind. Es gibt zwar ein großes „Aber“: Die Bewegung makroskopischer Körper wird durch die Newtonsche Mechanik beschrieben, während Atome, Elementar- und Nanoteilchen den Gesetzen der Quantenmechanik gehorchen, die jedes Teilchen als komplexe Wellenfunktion betrachtet. Trotzdem funktioniert die Technik und erlaubt es, den Zustand von Quantensystemen mit Hilfe dosierter äußerer Einflüsse zu kontrollieren.
„Wir können berechnen, welche Veränderungen das ursprüngliche System unter dem Einfluss des einen oder anderen Lichtpulses erfährt. Daher sind wir in der Lage, das Verh alten von Quantensystemen zu beeinflussen. Mithilfe von Photonenstrahlen können wir chemische Reaktionen steuern und verschiedene Objekte darin beeinflussen“, resümiert der Wissenschaftler.
Diese Leistung demonstriert die erstaunliche Präzision, die bereits bei der Manipulation von Elementarteilchen erreicht wurde. Ein weiteres Beispiel für diesen Ansatz ist die Übertragung einzelner Elektronen, „Minimum Current“.