Химическая реакция подобна проходу через турникет: толпа создаёт энтропийный хаос и застревает, тогда как упорядоченная очередь движется свободно. В квантовом мире, однако, когда этот хаос стихает, энергетический барьер может стать «призрачным» — частица проникает сквозь него, словно турникет исчезает. Это явление, называемое квантовым туннелированием, управляет химией планет-гигантов.
Исследование показало: в переходном состоянии, когда молекулы находятся на пороге превращения, энтропийный хаос затихает. Именно в этот момент ионы водорода — протоны — просачиваются сквозь энергетические барьеры, формируя молекулы, критически важные для атмосферы Юпитера.
Чтобы описать этот процесс, учёные ввели «показатель хрупкости» — величину, которая предсказывает, какие именно колебания молекул возвращают хаос и разрушают туннельный эффект. Самое неожиданное открытие: без краткого затишья хаоса даже самые сильные столкновения не смогли бы запустить реакцию. Так, в холодных недрах Юпитера именно подавление энтропии, а не высокие температуры, зажигает полярные сияния.
Ион H3+ не просто обилен в атмосфере Юпитера — он зажигает её полярные сияния.