Vlak boven het absolute nulpunt reageren fluor en waterstof veel sneller met elkaar dan je zou verwachten. Dankzij kwantummechanica zit het hele heelal vol HF, schrijven onderzoekers uit Frankrijk in Nature Chemistry.

Astrochemici kunnen opgelucht ademhalen: ze zijn niet voor de gek gehouden. De eerste meldingen van interstellair HF dateren uit 1997 en naarmate de meetapparatuur verbeterde werd de gedetecteerde hoeveelheid almaar groter. Alleen snapte niemand waar het zuur vandaan kwam: de activeringsenergie van de reactie van F + H₂ tot HF + H is dermate hoog dat je niet verwacht dat er in de ijskoude ruimte een meetbare hoeveelheid HF ontstaat.

Het is de Fransen nu echter voor het eerst gelukt om experimenteel de snelheidsconstantes voor deze reactie vast te stellen in het temperatuurgebied van 11 tot 295 K, in een supersone waterstofstroom. En met name in het lage gebied blijken die constanten zich niet aan de Arrheniusvergelijking te houden, en veel hoger te zijn dan je zou denken.

Het plaatje komt dan weer wel overeen met de resultaten van theoretische berekeningen, die suggereerden dat je bij die lage temperaturen kwantummechanische tunneleffecten mag verwachten. Die nemen dan zowat de hele elektronenoverdracht voor hun rekening.

De onderzoekers hopen er indirect mee te kunnen bepalen hoeveel H₂ er in interstellaire wolken zit. Dat kun je niet rechtstreeks meten. Maar als je de HF-concentratie en de heersende temperatuur kent, plus de snelheidsconstantes van zowel de vorming als de afbraak van HF, dan rolt de H₂-concentratie er vanzelf uit.

bron: Nature Chemistry