Benżin f'126 dimensjoni
Ix-xjentisti Awstraljani reċentement iddeskrivew molekula kimika li ilha tiġbed l-attenzjoni tagħhom. Is-sejbiet tal-istudju huma maħsuba li jinfluwenzaw disinji ġodda għal ċelloli solari, dajowds organiċi li jarmu d-dawl u teknoloġiji oħra tal-ġenerazzjoni li jmiss li jużaw il-benżin.
benżin kompost kimiku organiku mill-grupp arene. Huwa l-idrokarbon aromatiku newtrali karboċikliku l-aktar sempliċi. Huwa, fost affarijiet oħra, komponent tad-DNA, proteini, injam u żejt. Il-kimiċi kienu interessati fil-problema tal-istruttura tal-benżin mill-iżolament tal-kompost. Fl-1865, il-kimiku Ġermaniż Friedrich August Kekule ipotesizzat li l-benżin huwa cyclohexatriene b'sitt membri li fih jalternaw bonds singoli u doppji bejn atomi tal-karbonju.
Sa mis-snin tletin, kien hemm dibattitu fiċ-ċrieki kimiċi dwar l-istruttura tal-molekula tal-benżin. Dan id-dibattitu ħa aktar urġenza f'dawn l-aħħar snin minħabba li l-benżin, magħmul minn sitt atomi tal-karbonju magħqudin ma 'sitt atomi tal-idroġenu, huwa l-iżgħar molekula magħrufa li tista' tintuża fil-produzzjoni tal-optoelettronika, qasam tat-teknoloġija futura. .
Il-kontroversja dwar l-istruttura tal-molekula tqum għax, għalkemm għandha ftit komponenti atomiċi, teżisti fi stat deskritt matematikament mhux bi tlieta jew saħansitra erba’ dimensjonijiet (inkluż iż-żmien), kif nafu mill-esperjenza tagħna, iżda sa 126 daqs.
Minn fejn ġie dan in-numru? Għalhekk, kull wieħed mit-42 elettron li jiffurmaw molekula huwa deskritt fi tliet dimensjonijiet, u l-multiplikazzjoni tagħhom bin-numru ta 'partiċelli tagħti eżattament 126. Allura dawn mhumiex reali, iżda kejl matematiku. Il-kejl ta 'din is-sistema kumplessa u żgħira ħafna s'issa kien impossibbli, li jfisser li l-imġieba eżatta ta' l-elettroni fil-benżina ma setgħetx tkun magħrufa. U din kienet problema għaliex mingħajr din l-informazzjoni jkun impossibbli li tiġi deskritta bis-sħiħ l-istabbiltà tal-molekula fl-applikazzjonijiet tekniċi.
Madankollu, issa xjentisti mmexxija minn Timothy Schmidt miċ-Ċentru ta’ Eċċellenza tal-ARC fix-Xjenza tal-Exciton u l-Università ta’ New South Wales f’Sydney irnexxielhom jiżvelaw il-misteru. Flimkien ma' kollegi minn UNSW u CSIRO Data61, huwa applika metodu kumpless ibbażat fuq algoritmi imsejjaħ Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) għal molekuli tal-benżin biex jikkorrelataw il-funzjonijiet tagħhom ta' wavelength madwar kollha. 126 daqs. Dan l-algoritmu jippermetti li l-ispazju dimensjonali jinqasam fi "madum", li kull wieħed minnhom jikkorrispondi għal permutazzjonijiet ta 'pożizzjonijiet tal-elettroni. Ir-riżultati ta’ dan l-istudju ġew ippubblikati fil-ġurnal Nature Communications.
Ta 'interess partikolari għax-xjenzati kien il-fehim tal-ispin tal-elettroni. "Dak li sibna kien sorprendenti ħafna," jgħid il-Professur Schmidt fil-pubblikazzjoni. “L-elettroni spin-up fil-karbonju huma konnessi b'rabtiet doppji f'konfigurazzjonijiet tridimensjonali ta 'enerġija aktar baxxa. Essenzjalment, inaqqas l-enerġija tal-molekula, u tagħmilha aktar stabbli minħabba li l-elettroni jirripellaw u jitbiegħdu.” L-istabbiltà tal-molekula, min-naħa tagħha, hija karatteristika mixtieqa fl-applikazzjonijiet tal-inġinerija.
Ara wkoll:
