Впервые за столетие ученые разгадали тайну бензола. Он находится в 126 измерениях!

Австралийские ученые раскрыли одну из фундаментальных загадок химии. Это открытие имеет значение для будущих конструкций солнечных элементов, органических светодиодов и других технологий следующего поколения. Ученые во главе с Тимоти Шмидтом из Центра передовых технологий ARC в области науки об экситонах и UNSW в Сиднее удалось раскрыть тайну бензола — молекулы, находящейся одновременно в 126 измерениях, и результаты оказались неожиданными. Теперь они опубликованы в журнале Nature Communications.

С 30-х годов в химических кругах разгорелись споры о фундаментальной структуре бензола. Это дискуссия, которая в последние годы приобрела особую актуальность, потому что бензол, который состоит из шести атомов углерода и шести атомов водорода, является самой маленькой молекулой, которая может быть использована в производстве оптоэлектронных материалов, которые революционизируют возобновляемую энергию и телекоммуникационные технологии. Кроме того, это компонент ДНК, белков, дерева и нефти.

Спор вокруг структуры молекулы возникает потому, что, хотя она имеет мало атомных компонентов, она существует в состоянии, состоящем не из четырех измерений (как наш «обычный» мир), а в 126 измерениях одновременно!

Измерение такой сложной и крошечной системы до сих пор казалось невозможным, а это означает, что точное поведение бензольных электронов не может быть понято и объяснено.

Профессор Шмидт вместе с коллегами из UNSW и CSIRO Data61 применил сложный метод на основе алгоритма, называемого динамической выборкой Вороного Метрополиса (DVMS), к молекулам бензола, чтобы отобразить их волновые функции во всех 126 измерениях.

Ключом к решению сложной проблемы был новый математический алгоритм, разработанный соавтором доктором Филом Килби из Data61 CSIRO. Алгоритм позволяет ученому разделить размерное пространство на эквивалентные «плитки», каждая из которых соответствует перестановке позиций электронов.

Особый интерес для ученых представляло понимание «вращения» электронов. У всех электронов есть вращение — это свойство, которое создает магнетизм среди других фундаментальных сил, но как они взаимодействуют друг с другом, лежит в основе широкого спектра технологий, от светодиодов до квантовых вычислений.

«То, что мы нашли, было очень удивительно. Мы нашли электроны с так называемой двойной спиновой связью, в то время как электроны с пониженной спиновой частотой остались одиночными. Это было не то, что мы ожидали, но это может быть хорошей новостью для будущих технологических применений. По сути, это уменьшает энергию молекулы, делая ее более стабильной, получая электроны, которые отталкивают друг друга, друг от друга».

Тимоти Шмидт, профессор, автор исследования.


До этого, буквально на днях, ученые (но другая команда) раскрыла одну из фундаментальных загадок физики. Они нашли неуловимую форму магнетизма. Ее предсказали 50 лет назад. Это так называемый ферромагнетизм Нагаоки.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Наука
Телескоп «Джеймс Уэбб» показал детали космической Конской Головы
Космос
Ученые выяснили, как парниковые газы влияют на распространение болезней
COVID-19
Найдены доказательства необычной силы магнитного поля Земли в прошлом
Наука
Посмотрите, как быстро робот-гуманоид управляется с домашними задачами
Новости
Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени
Наука
Чек-лист: как обеспечить информационную безопасность маркетплейса
Мнения
Экспериментальный лазер передал данные с зонда «Психея» на расстоянии 226 млн километров
Космос
Посмотрите на самое близкое фото обломка ракеты в космосе
Космос
Ученые нашли следы древних ритуалов майя на благословение
Наука
В Китае появились батареи со сверхбыстрой зарядкой для электрокаров: запас хода составляет 1000 км
Новости
Найдены скрытые «дорожки для мертвых»: их обнаружили с помощью лидара
Наука
Беспилотные грузовики Evocargo начинают работу во «Внуково» в рамках эксперимента
Новости
«Человеческие нейронные сети потребляют около 20 Вт, а искусственные — сотни ватт»
Технологии
Ученые считают, что недалеко от Земли есть «живая» планета
Новости
Китай готов к автономным летающим такси: когда будут первые полеты
Новости
Посмотрите на сотни черных «пауков», которые заполонили Марс весной
Космос
Где похоронен Платон: ученые наконец-то нашли ответ
Наука
Почему мужчины умирают в России на 10 лет раньше женщин: в Минздраве назвали причину
Новости
Крошечный и тонкий экран отслеживает активность мозга во время операции
Новости