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 Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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