IBM'den fizikçi Leo Gross ve araştırma takımı, geleneksel kimya ile üretilmesi imkansız olan üçgen şeklindeki bir molekülü geliştirmeyi başardılar. Geliştirilen bu molekülün, kuntum bilgisayarlarda kullanılması da mümkün olabilir.



Bahsi geçen molekül, araştırmacılar tarafından ''triangulene'' olarak adlandırılıyor. İlk bakışta bu molekülün
yapısı grafeni andırıyor. Fakat, triengulene'nin yapısında, köşelerde bulunan her bir karbon atomu bir hidrojen atomuna bağlı. Ayrıca, yandaki görselde de noktalar olarak görebileceğiniz gibi, yapı içerisinde serbest elektronlar bulunuyor. Bu sebeple, molekülün üretilmesi oldukça zor. Elektronlar moleküller içerisinde çiftler halinde bulunmayı ister. Bundan dolayı serbest elektronu olan moleküllerin oldukça reaktif ve kararsız yapılar olduğunu söyleyebiliriz.

Kimyagerler molekülleri ürettiklerinde, kimyasal reaksiyonlara bağımlıdırlar. Çünkü moleküller doğrudan doğruya manipüle edilemeyecek kadar küçüktür. Mesela bir tirangulene molekülü, insan saçının genişliğinin milyonda birinden bile daha küçük. Fakat Gross'un fizikçi takımı, bilimsel ününü 2009'da yaptıkları ve atomik seviyedeki molekülleri fotoğraflayabilen makine ile kazanmıştı.

Merak edenler için makinenin çalışma şekline de değinelim. İlk olarak araştırma takımı, görüntülemek istedikleri molekülü oldukça düşük sıcaklıktaki vakum içerisinde sofra tuzu ile kaplı bakır yüzey üzerine çökeltiyorlar. Daha sonra en ucunda tek molekül karbon monoksit olan altın uç sistem içerisine sokuluyor. Altın uç molekül üzerinde boydan boya gezdiriliyor ve bu sırada molekülün itme kuvvetine maruz kalıyor. Ucun hareketleri makine tarafından okunarak resme dönüştürülüyor.

Bu yöntemi kullanan IBM takımı, olympicene gibi ikonik molekülleri ve hatta bir kimyasal reaksiyonun ara fazlarındaki molekülleri bile görüntüleyebiliyorlar. Her ne kadar resimler puslu görünse de bir kimyager için bu resimler hayatın ders kitabı niteliğinde.



IBM araştırmacıları, triangulene oluşturmak için University of Warwick'ten kimyacıların geliştirdiği öncü moleküle ihtiyaç duydular. Bu öncü molekülde, triangulene molekülünde serbest elektronların bulunduğu yerde hidrojen atomları bağlı. Bilim insanları, diğer görüntüleme çalışmalarında yaptıkları gibi öncü molekülü bakır yüzey üzerine çökelttiler. Daha sonra karbon monoksit ve altın uç kullanarak kontrol ettiler. Araştırmacılar daha sonra molekül üzerindeki iki hidrojen atomunu gerilim yardımıyla kopardılar. Bu yolla elde edilen triangulene molekülü 4 güne kadar kararlı kalabildi.

Araştırmacılar molekülün manyetik özelliklerini test ettiler ve 2 serbest elektronun aynı dönüye sahip olduğunu doğruladılar. Negatif yük taşımanın ötesinde, elektronlar, saat yönüne ya da saat yönünün tersine olmak üzere dönüye sahiptir ve bu dönüler manipüle edilebilir. Elektron dönülerinde bilgi depolanabilmesine olanak sağlayan dönüş tabanlı elektronikler alanı için de bu pratik oldukça önemli.

Bu ve benzeri moleküllerin kullanılmasının kuantum bilgisayarlar için uygulamaları olabilir.

---

İlgili Makale: Nature 542, 284–285 (16 February 2017) doi:10.1038/nature.2017.21462

---