Kvantna teorija, prvi put predložena prije gotovo 90 godina, konačno je potvrđena, potencijalno potičući nove pristupe u različitim područjima poput medicinskih biosenzora i skladištenja solarne energije.
Znanstvenici David McKenzie i Enyi Guo sa Sveučilišta u Sydneyju izvijestili su u časopisu Proceedings of the Royal Society da su uspješno demonstrirali kvantno tuneliranje u vodi – fenomen koji je prvi predvidio britanski teoretski fizičar Ronald Gurney 1931. godine.
Kvantno tuneliranje je jedan od čudnijih proizvoda kvantne mehanike, i oslanja se na dualnost val-čestica subatomskih čestica.
Teorija opisuje kako u određenim okolnostima čestica može poraziti ograničenja klasične fizike kada je suočena s preprekom. Klasične jednadžbe pokazat će da čestica nema dovoljno energije da nadiđe ovu prepreku, ali dualnost val-čestica omogućava joj da se tunelira ravno kroz nju.
Sposobnost čestica za tuneliranje sada je dobro uspostavljena. Kritična je za nuklearnu fuziju, i osnova je pretražnog mikroskopa s tuneliranjem (eng. scanning tunnelling microscope, STM). No, unatoč predviđanjima, do sada nije bila opažena u vodi.
Kako bi istražili Gurneyjevu teoriju, McKenzie i Guo stavili su zlatne elektrode u čistu vodu i kroz njih proveli struju niskog napona.
Zatim su izmjerili doprinos postojanoj struji koji proizlazi iz dva procesa: neutralizacija iona apsorbiranih na površinu elektroda i tuneliranje elektrona između elektrona i iona koji su još uvijek bili u otopini.
Utvrdili su da najveći dio struje dolazi od elektrona koji tuneliraju prema i od iona u blizini elektroda. Također su otkrili da su Gurneyjevi izračuni bili mrvicu netočni jednom kada su stvarne vrijednosti postale poznate, no potvrdili su da su kasnija usavršavanja, koja je napravio kanadski kemičar i dobitnik Nobelove nagrade Rudolph Marcus, bila precizna.
Za ne-teorijske fizičare, otkriće bi moglo izgledati pomalo nejasno, ali McKenzie ističe da njegova i Guova otkrića imaju značajne primjene za neke vrlo velike industrije.
„Ovo predstavlja osnovu za nove i brže metode otkrivanja biomedicinskih nečistoća u vodi, s potencijalno važnim implikacijama za tehnike biosenziranja“, rekao je.
„Bolje razumijevanje elektrolize postaje sve važnije za primjene alternativnih energija u onome što se nekad naziva „vodikovom ekonomijom“.
