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
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука
Эксперимент показал, что фотоны света могут вести себя как частицы темной материи
Наука
ИИ создал крупнейшую базу данных фотографий северного сияния
Наука
Молекулы РНК превратили в «фонарики», чтобы отслеживать их работу в клетке
Наука
Европейский зонд показал северный полюс Меркурия в рекордных деталях
Космос
Посмотрите, как изменится внешний вид людей через 30 лет  
Наука
Посмотрите на первые фото Tesla Model Y без камуфляжа  
Новости
«Тостер» для смартфона обновляет зарядку гаджета за секунды
Новости
Гаджет, который научился читать мысли человека, показали на CES 2025
Новости
Эта камера будет снимать на Луне: Nikon представила прототип на CES 2025  
Новости
Ярчайший гамма-всплеск в истории связали с теорией струн и темной материей  
Новости
Наука в фокусе: кто и зачем делает научно-популярные видеоблоги в России
Кейсы
Telegram раскрыл данные о 2000 пользователях в после ареста Дурова
Новости
Генетики создали ядовитых комаров для борьбы со смертельными болезнями
Наука
На выставке CES представили умный мотошлем с искусственным интеллектом
Новости
Инженеры спроектировали «супер-холодильник» для квантовых компьютеров
Новости
Археологи с помощью дрона обнаружили на Кавказе древнюю «мегакрепость»
Наука
ИИ научили предсказывать внутреннюю работу живых клеток
Наука
В недрах Земли обнаружили загадочные породы, которых там быть не должно
Наука