Νέος τύπος χημικού δεσμού ανακαλύπτεται στους λευκούς νάνους

Ομάδα ερευνητών του πανεπιστημίου του Όσλο, ανακάλυψε ένα νέο χημικό δεσμό, ο οποίος δημιουργείται μόνο υπό την επίδραση εξαιρετικά ισχυρών μαγνητικών πεδίων, όπως αυτά που περιβάλλουν τους λευκούς νάνους.

Ομάδα ερευνητών του πανεπιστημίου του Όσλο, ανακάλυψε ένα νέο χημικό δεσμό, ο οποίος δημιουργείται μόνο υπό την επίδραση εξαιρετικά ισχυρών μαγνητικών πεδίων, όπως αυτά που περιβάλλουν τους λευκούς νάνους, Η ανακάλυψη, δεν υπογραμμίζει μόνο την ύπαρξη μιας ασυνήθιστης, «εξωτικής» χημείας στο διάστημα, αλλά μπορεί να λύσει κάποια από τα μυστήρια που καλύπτουν αυτά τα αστρικά σώματα.
Οι λευκοί νάνοι είναι ένα συγκεκριμένο είδος υπέρπυκνων άστρων τα οποία έχουν «σβήσει», και η ύλη σε αυτά είναι τόσο συμπιεσμένη που φτάνει σε πυκνότητα τον ένα τόνο ανά κυβικό εκατοστό. Είναι και η μοίρα του Ήλιου να καταλήξει σε λευκό νάνο, όπως και των περισσότερων άστρων του γαλαξία μας, όταν σταματήσουν οι πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό τους, και καταρρεύσουν από την ίδια τους τη βαρύτητα σε μέγεθος μικρότερο κι από αυτό της Γης. Το χαρακτηριστικό τους πέρα από την υψηλή πυκνότητα είναι τα πανίσχυρα μαγνητικά πεδία, της τάξης των 100.000 Tesla, 10 δισεκατομμύρια φορές πιο ισχυρά από αυτό της Γης. Τα πεδία αυτά επηρεάζουν τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων τα οποία είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία των χημικών δεσμών.
Στη Γη, τα άτομα δημιουργούν δεσμούς με δύο τρόπους, είτε μοιράζονται ηλεκτρόνια με γειτονικά άτομα, είτε με την ελκτική δύναμη που δημιουργείται από την ανταλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ τους. Τα ηλεκτρόνια που συμμετέχουν στο δεσμό, κυβερνώνται από την απαγορευτική αρχή του Pauli, έναν περιορισμό που τους απαγορεύει να βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση στην ίδια θέση. Για να ικανοποιήσουν αυτό τον περιορισμό συνήθως συμμετέχουν στις αντιδράσεις ηλεκτρόνια που έχουν αντίθετο σπιν, και βρίσκονται συνεπώς σε διαφορετική κβαντική κατάσταση. Υπό την επίδραση όμως του μαγνητικού πεδίου των λευκών νάνων, το σπιν των ηλεκτρονίων ευθυγραμμίζεται, και κανονικά αυτό θα έπρεπε να σημάνει το τέλος των χημικών δεσμών σε αυτές τις καταστάσεις.

Η ομάδα του Όσλο, αποφάσισε να μελετήσει το φαινόμενο, και δημιουργώντας κβαντικές προσομοιώσεις των χημικών δεσμών στην περίπτωση του υδρογόνου του ήλιου υπό ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, απέδειξαν πως οι δεσμοί όχι μόνο δε σπάνε, αλλά αντίθετα γίνονται πιο ισχυροί. Επειδή τα ηλεκτρόνια σπρώχνονται σε τροχιές που δεν επιτρέπονται από οποιονδήποτε γνωστό χημικό δεσμό, οι ερευνητές υποστηρίζουν πως πρόκειται για ένα τελείως νέο τύπο χημικού δεσμού, τον οποίο βάφτισαν «εγκάρσιο παραμαγνητικό δεσμό».

Lange Kai Kaarvann

Η έρευνα, η οποία δυστυχώς δε μπορεί να επιβεβαιωθεί με πειράματα στη Γη, δείχνει πως μόρια που δεν απατώνται στη Γη μπορούν να δημιουργηθούν υπό την παρουσία ισχυρού μαγνητικού πεδίου, και μάλιστα οι επιστήμονες υποστηρίζουν πως με παρόμοιο τρόπο, υπάρχουν και άλλα είδη «περίεργων» χημικών δεσμών εκεί έξω τα οποία δε γνωρίζουμε.

Πηγή: Ναυτεμπορική
 http://www.newscientist.com/article/dn22082-chemical-bond-discovered-that-only-exists-in-space.html
 Journal reference: Science, DOI: 10.1126/science.1219703