Недавнее исследование, опубликованное в The Planetary Science Journal, раскрывает удивительную связь между квантовой механикой и глобальным потеплением. Группа ученых под руководством Робина Вордсворта из Гарвардского университета представила революционное объяснение того, почему углекислый газ (CO2) играет ключевую роль в парниковом эффекте.
Хотя влияние CO2 на климат известно с конца 19 века, благодаря работам шведского ученого Сванте Аррениуса, точный механизм этого влияния оставался неясным. Новое исследование впервые связывает макроскопические климатические явления с микроскопическим квантовым поведением молекул CO2.
Открытие основано на уникальном квантовом свойстве молекулы CO2. Ученые обнаружили, что она способна поглощать тепловое излучение Земли благодаря двум различным типам внутренних колебаний:
- Круговое движение атома углерода, напоминающее вращение обруча.
- Пульсирующие колебания, при которых атомы кислорода то приближаются к углероду, то удаляются от него.
Ключевым фактором оказалось то, что энергия пульсирующих колебаний практически равна удвоенной энергии кругового движения. Это совпадение приводит к квантовому явлению, известному как резонанс Ферми, который существенно расширяет спектр поглощения CO2.
Раймонд Пьерхумберт, физик атмосферы из Оксфордского университета, не участвовавший в исследовании, подчеркнул значимость этого открытия: “Эта квантовая особенность CO2 во многом определяет климатическую систему Земли”.
Исследование предлагает новый взгляд на механизм глобального потепления. Оно объясняет, почему даже небольшое увеличение концентрации CO2 в атмосфере может привести к значительным климатическим изменениям. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), уровень CO2 в атмосфере достиг 419,3 частей на миллион в 2023 году, что уже вызвало повышение средней температуры примерно на градус Цельсия.
Джоанна Хэй, почетный профессор Имперского колледжа Лондона, отметила важность этого исследования для климатологии: “Оно демонстрирует, что наше понимание изменения климата базируется на фундаментальных принципах квантовой физики, а не только на компьютерных моделях”.
Это открытие не только углубляет научное понимание климатических процессов, но и предоставляет весомые аргументы в пользу сокращения выбросов CO2. Оно показывает, что глобальное потепление — это не абстрактная концепция, а прямое следствие квантовых свойств молекул CO2 в атмосфере.
