Явление квантового низкотемпературного предела скорости химических реакций

Рассматривается влияние квантово-механических эффектов на один из основных законов химической кинетики – закон Аррениуса. Приводится критерий, характеризующий границы низкотемпературной области, где квантово-механические туннельные переходы экспоненциально преобладают над надбарьерными. Кратко упоминаются работы, посвященные низкотемпературному туннелированию электронов и атомов водорода. Вкратце рассматривается история работ по низкотемпературной радиационной полимеризации в твердой фазе, развитие которых привело к открытию явления квантового низкотемпературного предела скорости химических реакций на примере полимеризации формальдегида.
Излагаются результаты экспериментов с калориметрами малой инерционности, позволивших непосредственно определить среднее время (τ₀) прибавления одного нового звена полимерной цепи формальдегида при его полимеризации в поле облучения и постполимеризации и установить, что ниже 80 К рост τ₀ замедляется, и при T≈10–4 К значение τ₀ выходит на плато (τ₀≈10^–2сек). Критически рассматриваются возможные объяснения наблюденного низкотемпературного предела скорости химической реакции. Дается полуколичественное объяснение этого явления, которое, в частности, может иметь широкое распространение в комбинированных электронно- конформационных переходах в сложных биомолекулах и играть определенную роль в химической и биологической эволюции (холодная предыстория жизни?).
Библиография – 56 ссылок.