أنشأ الباحثون جزيئاً يتمتع بطوبولوجيا جديدة تشبه شريط نصف-موبيوس، يتطلب أربع دورات للعودة إلى نقطة البداية. الهيكل، المكون من 13 ذرة كربون وذرتي كلور، تم تجميعه على سطح ذهبي عند درجات حرارة منخفضة. يبرز هذا الاكتشاف تقدماً محتملاً في هندسة الجزيئات والمحاكاة الكمومية.
قاد الكيميائيون بقيادة Igor Rončević في جامعة مانشستر في المملكة المتحدة تطوير جزيء يظهر شكلاً «نصف-موبيوس» غير مسبوق، يُوصف بأنه أكثر غرابة بمرتين من شريط موبيوس التقليدي. شريط موبيوس، وهو شريط حلقي بلفة واحدة، يتطلب عبور الحلقة مرتين للعودة إلى الجانب الابتدائي. بالمقابل، يتطلب هذا الجزيء الجديد أربع دورات كاملة ليتمكن جسيم كمومي من إكمال مساره عائداً إلى الأصليينْنْنْالجزيء يتكون من حلقة تشكلها 13 ذرة كربون وذرتان كلور، تم بناؤها على سطح ذهبي رقيق في ظروف باردة للغاية. تم استخدام أدوات متخصصة، بما في ذلك مجهر القوة الذرية ومجهر النفق الماسح، لوضع الذرات وفحص خصائص الإلكترونات. تتحرك الإلكترونات في هذا الهيكل بشكل غير محلي عبر الحلقة، وتتصرف كموجات وتنتج الالتواء المميز من خلال تفاعلاتها.نْنْرونشفيتش قال: «هذا الجزيء جديد جدًا وغير متوقع. الجاذبية ليست فقط في أننا صنعنا جزيئًا بطوبولوجيا غير عادية، بل أيضًا في أننا أظهرنا أن هذه الطوبولوجيا ممكنة، ولم يفكر أحد حقًا فيها».نْنْسمح نبضة كهرومغناطيسية صغيرة للفريق بتغيير يسارية الجزيء إلى يمينية أو إزالة الالتواء تمامًا، مما يُظهر تحكمًا طوبولوجيًا عند الطلب. للتحقق من الهيكل، تم تشغيل محاكاة على حواسيب تقليدية وحاسوب كمومي IBM. أكد Ivano Tavernelli في IBM: «هذا مثال على كيف يمكن للحواسيب الكمومية أن تكون مفيدة بالفعل لحلول مشكلات الكيمياء الحقيقية»، خاصة لنمذجة التفاعلات الإلكترونية المعقدة.نْنْأشاد الخبراء بالعمل. قالت Gemma Solomon في جامعة كوبنهاغن إنه «إنجاز رائع عبر عدة أبعاد: الكيمياء العضوية، وعلم الأسطح، والنانو علم، والكيمياء الكمومية». وصف Kenichiro Itami في RIKEN إياه بأنه «دراسة جميلة وملهمة تجلب مفاهيم طوبولوجية مجردة حية إلى مجال الكيمياء الجزيئية»، واصفًا إياها بقوة تقنية استثنائية. أبرز Dongho Kim في جامعة يونسي إمكانية قدرة التبديل لتطبيقات الحساسات، مثل الاستجابة للحقول المغناطيسية.نْنْنُشرت النتائج في Science (DOI: 10.1126/science.aea3321).