Российские ученые в 400 раз точнее предсказали поведение молекулы, связанной с разрушением озонового слоя
Ученые Томского политехнического университета представили новую математическую модель изотопологов метиленхлорида. Эта молекула участвует в процессах глобального потепления и разрушения озонового слоя. Модель ТПУ надежно предсказывает спектры и переходы внутри молекулы в возбужденном состоянии и в широком диапазоне частот. Благодаря этому технология политехников позволяет в 400 раз точнее, по сравнению с известными мировыми данными, предсказывать поведение молекулы.
Молекула метиленхлорида (12CH235Cl2) имеет большое значение в химических технологиях переработки нефти и атмосферных процессах, в том числе в глобальном потеплении. Существующие ранее данные даже о самых нижних состояниях метиленхлорида были недостаточными из-за неточностей в параметрах модели молекулы. Ранее политехники описали важные спектральные характеристики молекулы — вращательную структуру и квадруполь-вращательные эффекты в спектрах метиленхлорида. Однако для составления полного представления о молекуле необходимы данные о ее поведении в возбужденных состояниях, которые до сих пор не были описаны с необходимой точностью.
Ученые Томского политеха представили новую высокоточную математическую модель различных изотопических модификаций метиленхлорида, содержащих ядра 35Cl и 37Cl, в возбужденных колебательных состояниях (неустойчивое состояние, характеризующееся повышенной внутренней энергией — ред.). Исследование проходило в диапазоне 0,75-1,1 гигагерц субмиллиметрового излучения.
«Молекула метиленхлорида, как и любая другая, имеет десятки колебальных состояний сложно взаимодействующих друг с другом. Каждая полоса спектра такой молекулы может содержать от тысяч до десятков тысяч отдельных линий, которые должны быть описаны. При этом каждая молекула также может иметь много различных изотопических модификаций: они, как правило, имеют схожие физические и химические свойства, но могут кардинально различаться по спектроскопическим свойствам. Это, с одной стороны, усложняет полное корректное описание состояний молекулы, но, с другой — дает дополнительные возможности для решения этой проблемы. В наших исследованиях мы рассматриваем разные изотопологи метиленхлорида — по большому счету их можно считать разными молекулами из-за различия их спектроскопических свойств. Их изучение является весьма важным для решения различных задач астрофизики и промышленности», — отметил один из авторов исследования, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Олег Уленеков.
В исследовании ученые использовали усовершенствованную модель так называемого гамильтониана Уотсона для ассиметричного волчка и современные программные комплексы. На них политехники выполнили анализ экспериментальных данных и определили параметры модели. Это позволило проанализировать более 10 500 линий (более 40 000 переходов) в спектрах молекулы CH235Cl37Cl в возбужденных колебательных состояниях с учетом сверхтонкой структуры, вызванной наличием квадруполь-вращательных взаимодействий.
Результаты исследования показали, что среднеквадратичное различие между используемыми экспериментальными данными и теоретическими расчетами на основе полученных параметров модели составляет от 21 до 26 килогерц (для различных колебательных состояний), что в 200-400 раз точнее, чем в известных в мировой литературе публикациях.
Исследование поддержано федеральной программой Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». Результаты работы ученых опубликованы в журнале Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer (Q2, IF: 1,9).
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
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.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
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