Et internasjonalt team av forskere fra Scuola Normale Superiore, CNR Institute of Chemical and Physical Processes (IPCF-CNR), Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) i Trondheim, Norge, utviklet første orbitalteori som er i stand til å studere den kjemiske reaktiviteten til molekyler satt inn i det optiske hulrommet, eller i det begrensede rommet mellom to sterkt reflekterende speil. Spesielt er den nye teorien i stand til å forutsi endringene som interaksjon med kvantiserte elektromagnetiske felt produserer på molekyler. Verket ble publisert i dag av Naturlig kommunikasjon.

Den enkleste tilnærmingen som vanligvis brukes av teoretiske kjemikere for å få informasjon om kjemisk reaktivitet er basert på molekylær orbitalanalyse. Dette verktøyet gjør det mulig å intuitivt tolke kjemisk atferd takket være en grafisk representasjon av elektroner i rommet. Men til nå har ingen orbitalteori blitt presentert for å forutsi oppførselen til molekyler i optiske hulrom.selv om studiet av den sterke lys-materie-interaksjonen er i ferd med å bli ekstremt interessant for det vitenskapelige miljøet.

Ved hjelp av en innovativ metodikk demonstrerte teamet at den kjemiske reaktiviteten til molekyler i optiske hulrom kan modifiseres ved enkel romlig inneslutning. I tillegg ble den nye metoden funnet å være i stand til å nøyaktig beskrive en betydelig del av elektron-foton-interaksjonen. Arbeidet til Rosario R. Ricedoktorgradsstudent ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), og samarbeidspartnere, representerer derfor utgangspunktet for utformingen av forstyrrende teorier ab initio for sterkt interagerende elektron- og fotonsystemer.

«Den nye metodikken – han bringer tilbake Henrik Kochprofessor ved Scuola Normale Superiore (SNS) og NTNU og referanseforfatter av arbeidet i detalj – vil være av grunnleggende betydning for å beskrive, på en enkel måte, ioniseringsprosessene i optiske hulrom og vil ha en dyp innvirkning på formuleringen av innovative teknikker for kjemisk kontroll i hulrom.«.

«Med denne nye metoden – legger Dr. Rosario Riso – i fremtiden vil det være mulig å modifisere den kjemiske reaktiviteten til molekyler, kontrollere den på en eller annen måte «on demand», for å prøve å skape interaksjoner som er annerledes enn de som finnes i naturen. Det er i hovedsak engineering, gjennom samspillet med lys, kjemiske reaksjoner som brukes daglig både på akademisk og industrielt nivå, for eksempel i produksjon av medisiner eller maling eller polymerer, noe som gjør dem mer effektive og potensielt har mindre innvirkning på miljøet.«.