• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.04.2023
ТПУ
169

Физики Томского политеха создали программу для исследования спектров сложных молекул

Ученые ТПУ разработали универсальный программный комплекс для исследований спектров молекул. Он умеет определять положение линий спектра и их абсолютные интенсивности даже в молекулах типа ассиметричного волчка в несинглетных электронных состояниях — одного из наиболее сложных, с точки зрения математического описания, объектов. Полученные с помощью комплекса данные в несколько раз больше и в сотни раз точнее по сравнению с доступными сейчас. Такой подход заполнит «белые пятна» в знаниях о том, что происходит в молекулах.

Физики Томского политеха создали программу для исследования спектров сложных молекул
Физики Томского политеха создали программу для исследования спектров сложных молекул / ©Пресс-служба ТПУ / Автор: Александр Литвинов

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics. Исследование проводилось с молекулами типа асимметричного волчка. Это один из классов молекул, объединяющий в себе десятки тысяч различных объектов. Считается, что они являются одними из наиболее сложных, с точки зрения математического описания объектов. Ученые Томского политеха изучали спектры молекул в несинглетных (дублетных) электронных состояниях. Это специальный класс молекул, в которых несколько электронных состояний имеют одну и ту же энергию.

«В нормальных условиях все молекулы находятся в синглетном электронном состоянии, то есть количество электронов в них четное. У каждого электрона есть спин (собственный момент импульса частицы), который равен 1/2. При взаимодействии они компенсируют друг друга, и их суммарный спин равен нулю. У 99 процентов молекул происходит именно так, и это значит, что энергия электронов в них может быть одной-единственной для этого электронного состояния. Для таких молекул хорошо развита теоретическая база, мы знаем, как их анализировать.

Но есть небольшое количество молекул, и это особенно сложно для молекул типа ассиметричного волчка, в которых число электронов нечетное. Суммарный спин электронов в них отличен от нуля. И, как следствие, получается, что электронное состояние несинглетное, а в нашем случае дублетное. Из-за этого появляется большое количество дополнительных эффектов, которые сильно осложняют описание картины мира», — отмечает один из авторов исследования, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Олег Уленеков.

В основе программного комплекса ROVDES лежит усовершенствованная модель математического описания молекул. По словам ученых вуза, вплоть до последнего времени для описания молекул исследователи использовали математические модели, которые учитывали эффекты центробежного искажения со спин-вращательными взаимодействиями (один из важных факторов исследования молекул) только до второго порядка малости. Политехники усовершенствовали эту модель и впервые учли более тонкие материи — эффекты третьего и четвертого порядка.

Разработка ученых Томского политеха универсальна для всех молекул и позволяет определять положение линий спектра и их абсолютные интенсивности. Это позволит в сотни раз улучшить точность результатов исследований молекул, а значит — количество и качество физической информации, которая может быть извлечена из экспериментов.

«Мы провели ряд экспериментов со спектрами высокого разрешения молекулы диоксида хлора. Исследования проводились совместно с зарубежными коллегами на уникальном Фурье-спектрометре. Нам удалось зарегистрировать больше двадцати тысяч спин-вращательных переходов. Это в разы больше по сравнению с результатами, доступными в литературе. Увеличение массива данных позволит лучше понять процессы, которые происходят в молекулах», — добавляет ученый. Исследование поддержано Российским научным фондом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Томский политехнический университет — старейший технический вуз в азиатской части России и один из лучших инженерных университетов страны. Входит в топ-10 национальных, топ-100 международных предметных рейтингов и участвует в программе «Приоритет 2030». ТПУ — признанный научный и образовательный центр мирового уровня в области атомной и водородной энергетики, добычи и транспорта нефти и газа, IT, неразрушающего контроля, энергетики и электротехники, электроники, нанотехнологий, биотехнологий. В нашей колонке рассказываем о последних результатах работы ученых Томского политеха. О самом главном — просто и интересно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Вчера, 11:27
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

Сегодня, 11:12
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: