量子隧穿(量子隧穿) - 简单百科92e.net

量子隧穿是一种在极端限制条件下水分子的新行为，这种现象是由美国橡树岭国家实验室（ORNL）的科学家通过中子散射和计算机模拟技术发现的。这项研究成果可能有助于更深入地理解高限制环境下水的热力学特性。

发现过程

ORNL的研究人员使用中子散射技术和计算机模拟方法，探索了水分子在极度受限环境下的行为。他们在直径仅为5埃（1埃等于百亿分之一米）的超小六角形宽沟道内观察到了水分子的新型隧穿状态。这些沟道位于绿宝石内部，而水分子在这种环境中表现出了一种独特的量子运动模式。

在低温状态下，处于隧穿状态的水分子能够穿过隔开的势垒，展现出量子世界的独特性质。此时，水分子中的氧原子和氢原子似乎不再受到特定位置的约束，能够在沟道内的六个对称位置上同时出现。

这一发现对于理解水在各种受限环境中的行为具有重要意义，如在分子膜沟道、碳纳米管内、沿晶粒边界以及地质环境中矿物质界面上的扩散和传输行为。这一成果可能会引起材料科学、生物学、地球科学和计算机科学等领域科学家的关注，他们将探讨这一现象背后的原因，并尝试将其应用于相关材料的设计和开发。