📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

كرة تتدحرج صعوداً نحو تلّة، لكن قوتها لا تكفي، فترتدّ إلى الخلف. هكذا تقتضي الميكانيكا الكلاسيكية. أما في العالم الكمومي، فقد تخترق جسيمات صغيرة جداً التلّة وكأنها لا ترى العائق أصلاً. هذه الحيلة — النفقيّة — أمر عادي بالنسبة لذرة الهيدروجين الخفيفة.

في السحب الباردة للفضاء بين النجوم، تنخفض درجة الحرارة إلى عشر درجات فوق الصفر المطلق. لا توجد طاقة تقريباً للتصادمات الكيميائية، لكن هنا تحديداً تولد الجزيئات المعقدة — بما فيها الجزيئات العطرية المشابهة لحلقات البنزين. اختبر مؤلفو الدراسة عدد المرات التي تستخدم فيها ذرة الهيدروجين حيلتها الكمومية لتسريع التفاعلات مع جزيء الهيدروجين H₂. غربلوا قاعدة بيانات KIDA الكبيرة ووجدوا 64 تفاعلاً قد تلعب فيه النفقيّة دوراً.

أربعة من أكثر التفاعلات إثارة للاهتمام دُرسَت بحسابات جديدة لأسطح الطاقة الكامنة وبطريقة RRKM. بالنسبة للجذور C₂H وOH وCN، بلغت السرعات 1.66×10⁻¹⁵ و8.17×10⁻¹⁶ و3.15×10⁻¹⁶ سم³/ث — وهي قيم صغيرة للغاية. لكن بسبب الوفرة الهائلة لـ H₂، تنجح هذه التفاعلات في معالجة جزء ملحوظ من الجذور وتنافس عمليات أخرى. أما بالنسبة لـ NH₂، فلم تساعد النفقيّة: السرعة صغيرة جداً حتى على المقاييس الكونية.

ثم قام العلماء بمحاكاة كيفية تأثير هذه التفاعلات المتسارعة على وفرة الجزيئات العطرية. أولوا اهتماماً خاصاً لأيون السيكلوبروبينيليوم c-C₆H₅⁺ — وهو لاعب رئيسي في تكوين حلقات البنزين. بتغيير سرعة التفاعلات التي يشارك فيها، حصل المؤلفون على حدود عليا ودنيا لتركيزات العطريات في سحابة جزيئية نموذجية. تستطيع نفقيّة الهيدروجين أن تغيّر هذه التقديرات بشكل ملحوظ — وبالتالي، يجب تحديث نماذجنا لكيمياء الفضاء بين النجوم لفهم مصدر الجزيئات العضوية المعقدة في الكون.