Исследователи из Томского политехнического университета вместе с китайскими коллегами разработали аналитический метод, который с высокой точностью определяет внутримолекулярную потенциальную функцию. Подход работает для самых разных многоатомных молекул. Об этом «Хайтеку» сообщили в пресс-службе Томского политехнического университета.
Внутримолекулярная потенциальная функция описывает, как атомы взаимодействуют друг с другом внутри молекулы. Зная её свойства, можно предсказывать спектры и динамику молекулы, моделировать химические процессы на квантовом уровне, разбираться в атмосферных явлениях и оптимизировать технические процессы при создании материалов.
Проблема в том, что количественно рассчитать эту функцию с высокой точностью удавалось только для самых простых молекул. Для более сложных систем учёным приходилось использовать громоздкие численные расчёты. Это мешало получать точную информацию о молекуле быстро и без скрытых допущений.
Новый аналитический метод работает на основе микроволновых и субмиллиметровых спектров молекулы. Он охватывает широкий диапазон вплоть до четвёртого-шестого порядка теории возмущений. Это позволяет учитывать более тонкие и слабые эффекты влияния на молекулу, чем было возможно раньше.
Профессора Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Олег Уленеков, Елена Бехтерева и Ольга Громова отметили, что новый инструмент значительно сократит объём вычислений в спектроскопии и повысит их точность. На основе математических алгоритмов политехники создали программы на языках MAPLE и Python, которые определяют фундаментальные параметры молекул без скрытых допусков, характерных для традиционных подходов.
Методику проверили на молекуле сероводорода. Результаты полностью совпали с современными высокоточными экспериментальными данными. В дальнейшем учёные планируют расширить метод на более сложные молекулы и более высокие параметры потенциальной поверхности, а также адаптировать его для колебательных структур молекул типа асимметричного волчка.
В исследовании участвовали учёные ТПУ, включая магистрантов Сергея Сидько и Георгия Копытова, и Хэйлунцзянского университета из Китая. Работа поддержана Минобрнауки России, результаты опубликованы в журнале Chemical Physics.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: magnific
