Skoltech -forskare och deras kollegor från det ryska kvantcentret avslöjade en betydande roll för nukleära kvanteffekter vid polarisering av alkohol i ett externt elektriskt fält. Deras forskningsresultat publiceras i The Journal of Physical Chemistry .

Molekylära vätskor, såsom vatten eller alkoholer, är kända för att vara polära. Polaritet är resultatet av laddningsseparationsmekanismen, den mikroskopiska beskrivningen som fortfarande bär några öppna frågor. Faktiskt, den grundläggande beskrivningen av polarisationen vilar på ett hundra år gammalt koncept:den dielektriska polarisationen är ansluten till det molekylära dipolmomentet på grund av deras hydroxylfunktionella grupp (-OH). Orienteringen av dessa dipoler skulle förklara alkoholernas höga polariserbarhet och motsvarande höga dielektriska konstant, men skillnaden mellan de uppmätta dielektriska konstanterna och de som bestäms genom beräkningar visar att andra mekanismer som inte har beaktats hittills kan spela en viktig roll, för. Eftersom den exakta mekanismen för det dielektriska svaret hos alkoholer fortfarande är oklart, nya idéer bör föreslås och testas.

"För att åtgärda problemet, vi undersökte och jämförde experimentellt de dielektriska svaren från en serie envärda alkoholer med olika molekylkedjelängder och fann anmärkningsvärda likheter som inte kunde förklaras av den konventionella mekanismen för roterande molekylära dipoler, "säger Dr Ryzhov, en Skoltech -forskare som ansvarar för den experimentella delen av studien. "Trots den konventionella visdomen, vi fann att den grundläggande mekanismen för den dielektriska polarisationen i alkoholer har kvantmekanisk karaktär:tunneln av överskott av protoner och den resulterande bildningen av intermolekylära dipoler med protonhål. Dessa dipoler är de faktiska som bestämmer det dielektriska svaret från DC upp till THz, oavsett molekylgeometri, därav orientering, "tillägger professor Ouerdane från Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST)." Vår forskning ger en ny inblick i egenskaperna hos flytande dielektrik. Kärnantagandet i vår modell avser en ny förståelse av dielektriska polarisationsfenomen i polära vätskor med hjälp av nukleära kvanteffekter, "avslutar Vasily Artemov, en senior forskare vid Skoltech och den ledande författaren till uppsatsen.