Der Fortschritt in der Leistungsfähigkeit von Computern hat inzwischen auch detaillierte Berechnungen dieser Reaktion ermöglicht. Schon bei einem so einfachen System wie dem der drei miteinander wechselwirkenden Wasserstoffatome erfordern die zu lösenden quantenmechanischen Gleichungen eine riesige Rechenkapazität.
Diese Rechnungen bestätigten eine bereits experimentell gefundene Anomalie im Verhalten der drei Atome. Genau wie Elementarteilchen verhalten sich die Atome aufgrund der Quantenmechanik wie eine Welle. Mehrere Wellen “interferieren” in der Regel miteinander. Das bedeutet, dass sie sich gegenseitig auslöschen, wenn ein Wellenberg auf ein Wellental trifft, oder dass sie sich verstärken, wenn Tal auf Tal und Berg auf Berg treffen. Die Folgen dieser Interferenz wurden aber bei der Wasserstoff-Austauschreaktion bei bestimmten niedrigen Energien nicht beobachtet ? was durchaus in Einklang mit den Computerrechnungen steht.
Doch komplexe Computerrechnungen sind nicht anschaulich und wecken auch in Wissenschaftlern nicht immer das Gefühl, einen Sachverhalt wirklich verstanden zu haben. Wrede und seinen Kollegen ist es nun mittels eines mathematischen Tricks gelungen, die Vorgänge bei der Wasserstoff-Austauschreaktion als die Bewegung der drei beteiligten Wasserstoffatome in einer “Energielandschaft” darzustellen. Diese Energielandschaft ist mit einem Golfplatz vergleichbar, der seine Oberflächenform dauernd der Lage der Golfbälle anpasst. Es zeigt sich, dass die Atome in dieser Landschaft bei niedrigen Energien Wegen folgen, die so weit voneinander getrennt sind, dass die quantenmechanischen Wellenfunktionen nicht miteinander interferieren können.
Juan Carlos Juanes-Marcos et. al.: Science, Bd. 309, S. 1227
Mit Licht gegen Ewigkeitschemikalien
