Ученые заявляют: молекула бензола существует одновременно в 126 измерениях

4
Бензол

Спустя почти 200 лет после открытия Фарадеем важнейшего ароматического соединения – бензола – ученые, наконец, сумели предложить способ для описания структуры его молекулы. Задача возникла после знаменитого открытия химика Кекуле, который первым догадался, что у молекулы бензола замкнутая шестигранная форма. Расстояние и сила связей между атомами углерода в вершинах бензольного кольца строго одинаковы, что и обеспечивает уникальную устойчивость этого вещества.

Помимо углерода в составе бензола есть и водород – по одному атому на каждый атом углерода. Таким образом, суммарное количество электронов в этой структуре достигает 42, но все они перемешаны между собой. Ученые долго пытались описать эту конструкцию и в итоге пришли к громоздкой математической модели, в которой задействовано... 126 измерений, по три для определения позиции каждого бензольного электрона в нашей трехмерной реальности.

Применять функцию со 126 измерениями на практике невозможно, но поиск альтернативного решения растянулся на десятки лет. Недавно австралийские ученые предложили использовать для этого волновые функции, описывающие работу квантовых систем. Они исходили из того, что в заданной системе электроны изначально принципиально неразличимы между собой, поэтому вместо них нужно выделять области пространства с некими свойствами.

Такой подход позволил резко сократить сложность всей структуры и составить уравнения для описания свойств таких областей и их взаимодействия между собой. Далее, отталкиваясь от полученных параметров, ученые смоделировали поведение электронов внутри выделенной области, получив новые формулы и уравнения. Все это позволяет детально описать и визуализировать устройство молекулы бензола простыми и понятными способами. И это – чрезвычайно важный ключ к пониманию устройства молекул других сложных веществ, вроде графена.

Источник — Nature Communications
Поделиться
Вконтакте
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Комментарии  4
  • Tsykunov13 марта 2020 в 06:41

    "в которой задействовано... 126 измерений" может имелось ввиду 126 вероятных состояний системы.

    Ответить
    • физик13 марта 2020 в 12:03

      имелось ввиду, что для квантовохимический расчет молекул на выходе дает n-мерную поверхность потенциальной энергии, где n = утроенное кол-во атомов в молекуле. утроенное - на каждую из осей нашего трехмерного мира.
      ППЭ - математическое упрощение, которое позволяет искать стабильные состояния молекул и на их основе делать следующие расчеты: по статистическим данными рассчитывать термодинамические потенциалы, которые позволяют выявлять химические и физические свойства молекул.
      а в статье ерунда какая-то про кучу измерений

      Ответить
  • Елисей Гришин20 марта 2020 в 00:03

    Самый успешный физик постоянно стремится к тому, чтобы его заумную ахинею про 100500 дополнительных измерений не то что обычные люди, а даже его коллеги-физики не понимали: по принципу: "Чем заумнее и бредовее - тем кайфовее его "теория"".

    Ответить
  • Елисей Гришин20 марта 2020 в 00:10

    Один умный человек высказал такое вот суждение: "Если ты не можешь объяснить суть твоей теории любому школьнику-семикласснику, значит ты сам её нифига не понимаешь до конца".

    Ответить
(без регистрации)
Любопытныйфакт
В 1770 году венгр Вольфганг фон Кемпелен сконструировал шахматный «компьютер» — аппарат в виде шахматного стола и механического турка, передвигавшего руками фигуры. Аппарат выигрывал большинство партий, среди поверженных были и Наполеон с Бенджамином Франклином. Множество учёных ломали голову над принципом работы «турка», и лишь через 50 лет разоблачили обман — под столом скрывался живой оператор машины.
Обновить
Советуем
Сантехника №1 - магазин сантехники
и мебели для ванной комнаты
СвежиеКомментарии

ВойтиРегистрация
Вход
Почта:
Пароль:
Регистрация
Почта:
Имя:
Пароль: