據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)6月9日報道，美國和德國科學家在最新一期《科學》雜志上撰文指出，他們在實驗中發(fā)現(xiàn)并首次證明，一種名為“隧道控制”的新機制或許是化學反應中新的驅(qū)動力，它可讓化學反應偏離傳統(tǒng)方向，獲得新的反應結(jié)果。新發(fā)現(xiàn)有望改變科學家對從材料科學到生物化學領(lǐng)域所發(fā)生反應的理解，并設計出新的反應。

　　這種驅(qū)動力是無意間被發(fā)現(xiàn)的。科學家們本來是將分離出的化合物甲基羥基化烯烴（methylhydroxycarbene）在極低溫度下保存在固態(tài)氬氣中，然而，令人詫異的是，幾小時后，該化合物消失了。這促使美國佐治亞大學的理論化學教授衛(wèi)斯理•艾倫團隊和德國吉森加斯特斯-李比希大學的皮特•施雷納團隊進行大規(guī)模、更高級的計算來解開這個謎團。

　　科學家們認為，這種物質(zhì)會消失的原因只有一個，那就是發(fā)生了化學反應。但環(huán)繞在該化合物周圍的只有惰性氬氣原子，極低的溫度也無法提供所需的熱能，另外，得到的反應產(chǎn)物是乙醛——這是在科學家們構(gòu)想的多種可能性中最不可能出現(xiàn)的一種。艾倫解釋道，發(fā)生這種變化的驅(qū)動力并不是傳統(tǒng)的驅(qū)動力——動力和熱力，而是所謂的量子力學隧道效應。

　　量子力學隧道效應在10年前就被科學家們在研究放射性時首次證實。在經(jīng)典力學中，分子運動可以被理解為粒子在一個勢能面上進行漫游，能量勢壘被看作該勢能面上的“山口”，將化合物隔離開來。按經(jīng)典力學，當動能小于勢壘高度時，粒子不可能穿過勢壘。但在量子力學中，微觀粒子仍有一定的概率以一定的速度穿過勢壘，這種現(xiàn)象被稱為隧道效應。

　　科學家之前一直認為，在化學反應中，隧道為化學反應速度提供了第二個校正因子，不會提供支配性的驅(qū)動力。而最新實驗發(fā)現(xiàn)，隧道控制能對化學反應起支配作用，改變經(jīng)典力學控制下的反應結(jié)果，隧道效應能導致一個并沒有最低激活勢壘的化學反應出現(xiàn)。

　　艾倫表示，盡管該反應在極低溫度下進行，而且是在專門針對甲基羥基化烯烴的研究中發(fā)現(xiàn)這種“隧道控制”的，但其可能是一種普遍現(xiàn)象，尤其是在涉及氫轉(zhuǎn)移的反應時，并且，這種過程可能也不受極低溫度的限制。