دانشمند ایرانی و همکارانش در دانشگاه‌های هاروارد و اشتوتگارت و موسسه ماکس پلانک آلمان در تحقیقات خود، برای نخستین بار، قوانین مربوط به قطبیت مولکول‌ها را نقض کردند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، به اعتقاد این محققان، مولکولی که دارای دو اتم با عناصر یکسان باشد، می‌تواند دارای دوقطبی الکتریکی دائمی باشد. این موضوع برخلاف قوانین رایج در قطبیت مولکولی است. آنها موفق به تولید چنین مولکولی شده‌اند که به آن «تری لوبیت» گفته می‌شود.

«حسین صادق‌پور» از دانشگاه هاروارد در کمبریج که رهبر این تیم تحقیقاتی در شهر «درسدن» بوده و در حال کار روی این پروژه است، می‌گوید: مسلما این مولکول‌ها باید کمی غیرمعمول باشند. آنها مولکول‌های ریدبرگ هستند که از یک اتم روبیدیم در حالت پایه تشکیل شده و با یک اتم روبیدیم دیگر که آخرین الکترون‌شان به تراز بالاتر برانگیخته شده، ترکیب شده است. ابعاد این مولکول‌ها بسیار بزرگ است، به ‌طوری که اندازه آنها هزار برابر یک مولکول نرمال است. آنها باید در دمای بسیار سرد نگهداری شوند تا پایداری کافی را برای مطالعه داشته باشند.

در کتاب‌های مربوط به مولکول‌های دوقطبی، قطبیت زمانی پدید می‌آید که دو عنصر با الکترونگاتیویته متفاوت در یک مولکول وجود داشته باشد. این ویژگی موجب می‌شود تا دانسیته الکترونی به سوی یک قطب کشیده شود. این بدان معناست که مولکول‌های چندهسته‌ای به شکلی پلاریزه می‌شوند که قطبیت به ‌سوی اتم الکترونگاتیوتر کشیده می‌شود. در مولکول‌های تک هسته‌ای، بارها از هم جدا نمی‌شوند؛ بنابراین دوقطبی دائمی وجود ندارد.

صادق‌پور می‌گوید: آنچه ما نشان دادیم، این بود که این مولکول‌ها می‌توانند دارای دوقطبی دائمی باشند. این موضوع هم به صورت محاسباتی و هم عملی ثابت شده است.

ممونتوم دوقطبی که این تیم تحقیقاتی محاسبه کرده، تقریبا 1 دیبای است. مولکول‌های بسیار قطبی نظیر کلرید سدیم در حالت گازی دارای دوقطبی 10 دیبای هستند، اما بیشتر مولکول‌های قطبی دارای دوقطبی بین یک تا دو دیبای هستند.

طی یک دهه گذشته، «حسین صادق‌پور» عضو تیمی به رهبری «کریس گرین» از دانشگاه «کلرادو» بوده که نوع ویژه‌ای از مولکول‌های ریدبرگ را پیش بینی کرده بودند. آنها معتقد بودند این مولکول‌ها دارای یک انحراف ابر الکترونی بوده که منجر به تشکیل دوقطبی دائمی بزرگ می‌شود. این تیم تحقیقاتی به این دسته از مواد نام مولکول‌های «تری لوبیت» را نهادند. ابر الکترونی در این مولکول‌ها شبیه فسیل نوعی موجود دریایی بسیار قدیمی است؛ اما تاکنون هیچ کس چنین مولکولی را نساخته بود.

در سال 2009، «تیلمان فاو» از دانشگاه «اشتوتگارت» موفق شد برای اولین بار مولکول‌های ریدبرگ را تولید کند. البته این مولکول‌ها کاملا متقارن بودند، بنابراین فاقد دوقطبی بودند.

 صادق‌پور و همکارانش نشان دادند که این مولکول به ‌طور کامل متقارن نیست و انحراف جزئی در آنها وجود دارد که موجب پدیدار شدن دوقطبی می‌شود.