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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Проблема непереносимости глютена затрагивает до 150 миллионов человек во всем мире. Единственный выход — полностью исключить этот компонент из рациона. Однако существующий безглютеновый хлеб практически не содержит белка и клетчатки, быстро повышает уровень сахара и черствеет. При этом существующие зарубежные рецептуры разработаны под импортное сырье и технологии, что не позволяет применять их к российскому сырью. Ученые Пермского Политеха разработали новые рецептуры безглютенового хлеба и исследовали влияние многокомпонентных мучных композиций и добавок на его качество. Они впервые в России создали смеси, в которых по сравнению с существующими отечественными аналогами в два-три раза больше белка и жиров, а углеводов — на 30-50 процентов меньше.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно