Воскресенье 01 сентября 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Новая теоретическая разработка проясняет электронную структуру воды


Новая теоретическая разработка проясняет электронную структуру воды

Понедельник, 26 Февраля 2024 23:15

Нет сомнений в том, что вода имеет большое значение. Без нее жизнь никогда бы не началась, не говоря уже о том, чтобы продолжаться сегодня, не говоря уже о ее роли в самой окружающей среде, поскольку океаны покрывают более 70% Земли.

 

Но, несмотря на свое повсеместное распространение, жидкая вода обладает некоторыми электронными сложностями, которые уже давно озадачивают ученых в области химии, физики и технологий. Например, сродство к электрону, т. е. стабилизация энергии, которой подвергается свободный электрон при захвате водой, остается плохо изученным с экспериментальной точки зрения.

 

Даже самая точная на сегодняшний день теория электронной структуры не смогла прояснить картину, а это означает, что важные физические величины, такие как энергия, с которой электроны из внешних источников могут быть инжектированы в жидкую воду, остаются неуловимыми. Эти свойства имеют решающее значение для понимания поведения электронов в воде и могут играть роль в биологических системах, экологических циклах и технологических приложениях, таких как преобразование солнечной энергии.

 

В недавнем исследовании ученые EPFL Алексей Таль, Томас Бишофф и Альфредо Паскарелло добились значительных успехов в расшифровке загадки. Их исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, рассматривает электронную структуру воды с использованием вычислительных методов , выходящих за рамки самых передовых сегодняшних подходов.

 

Исследователи изучали воду, используя метод, основанный на «теории возмущений многих тел». Это сложная математическая структура, используемая для изучения взаимодействий нескольких частиц внутри системы, таких как электроны в твердом теле или молекуле, и изучения того, как эти частицы влияют на поведение друг друга, не изолированно, а как часть более крупной взаимодействующей группы.

 

Проще говоря, теория возмущений многих тел — это способ расчета и прогнозирования свойств системы многих частиц с учетом всех сложных взаимодействий между ее компонентами.

 

Но физики доработали теорию с помощью «вершинных поправок»: модификаций теории возмущений многих тел, которые объясняют сложные взаимодействия между частицами за пределами простейших приближений.

 

Вершинные поправки уточняют теорию, принимая во внимание, как эти взаимодействия влияют на энергетические уровни частиц, например, на их реакцию на внешние поля или на их собственную энергию. Короче говоря, вершинные поправки приводят к более точным предсказаниям физических свойств в системе многих частиц.

 

Моделирование жидкой воды является особенно сложной задачей. Молекула воды содержит один атом кислорода и два атома водорода, и ключевую роль играют как их тепловое движение, так и квантовая природа их ядер. Принимая во внимание эти аспекты, исследователи точно определили электронные свойства воды, такие как ее потенциал ионизации, сродство к электрону и запрещенная зона. Эти результаты необходимы для понимания того, как вода взаимодействует со светом и другими веществами на электронном уровне.

 

«Наше исследование энергетических уровней воды согласовывает теорию высокого уровня с экспериментом», — говорит Альфредо Паскуарелло. Алексей Таль далее подчеркивает важность новой методологии: «Благодаря расширенному описанию электронной структуры мы также смогли получить точный спектр поглощения».

 

Результаты имеют дополнительные последствия. Теоретические разработки, примененные командой EPFL, закладывают основу для нового универсально применимого стандарта для достижения точной электронной структуры материалов. Это обеспечивает высокопрогностический инструмент, который потенциально может революционизировать наше фундаментальное понимание электронных свойств в науке о конденсированных средах, а также найти применение в поиске свойств материалов с конкретными электронными функциональными возможностями.

 
 

 

 

 

Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Главное за сутки
МО: над регионами России за ночь сбили четыре украинских БПЛА МО: над регионами России за ночь сбили четыре украинских БПЛА Средства ПВО за ночь уничтожили четыре украинских БПЛА над Белгородской, Курской и Орловской областями, сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи пресечены попытки киевского режима совершить террористические атаки с…
Что известно о последствиях вечернего обстрела Белгорода и Белгородского района Что известно о последствиях вечернего обстрела Белгорода и Белгородского района Пять человек погибли из-за обстрела Белгорода и Белгородского района вечером в пятницу со стороны Украины. Количество пострадавших достигло 46. ТАСС собрал основное о происшествии. Обстоятельства обстрела Вооруженные силы Украины (ВСУ)…
Росавиация: на Камчатке пропал вертолет Ми-8 Росавиация: на Камчатке пропал вертолет Ми-8 Вертолет с 22 людьми на борту пропал в субботу на Камчатке в районе вулкана Вачкажец. На поиски направлен другой борт авиакомпании. ТАСС собрал основную информацию о ситуации. Обстоятельства пропажи Ми-8Т…
Интернет и СМИ
Читайте также
Перечислены продукты, что способствуют повышению тестостерона и мужской силы Перечислены продукты, что способствуют повышению тестостерона и мужской силы Исследователями из университета Монктона в ходе очередного исследования составлен список продуктов, которые способны влиять на мужскую потенцию. Канадские специалисты рассказали о своих выводах в журнале Nutrients.* Мужская сила во многом…
Ученые считают, что смерть человека ведет к новому этапу существования Ученые считают, что смерть человека ведет к новому этапу существования В жизни человека остается немало тайн и серьезных вопросов. Одним из главных до сих пор является существо смерти. Если ранее наука и религия кардинально расходились в представлениях о ней, то…
Ученые назвали признак, что поможет распознать психопата Ученые назвали признак, что поможет распознать психопата Исследование, проведенное американскими учеными, привело к интересному открытию. Эксперты утверждают, что можно распознать мужчину или женщину с психическим расстройством по одному четкому признаку. Как сообщает сайт Sciencedirect, американские исследователи выявили…
Тема дня
Ошибка МИД Украины еще больше усугубила ненависть поляков к соседям Ошибка МИД Украины еще больше усугубила ненависть поляков к соседям

Глава МИД Украины спровоцировал очередной скандал. Слова Дмитрия Кулебы об «украинских территориях» ...

Фото
The Conversation: выявлена связь между ростом человека и риском развития рака The Conversation: выявлена связь между ростом человека и риском развития рака

Австралийскими учеными из Университета Квинсленда проведено исследование, позволившее сделать вывод,...

Опрос

Начнется ли на Ближнем Востоке полномасштабная война?

Да, в самое ближайшее время - 32.7%
Да, но еще не скоро - 15.2%
Нет, обменяются ударами и разойдутся - 33.7%
Нет, все урегулируется дипломатическим путем - 8.9%

Всего голосов:: 303

 

Анекдот дня

Торможением ютуба не сломить человека, выросшего на диафильмах!

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".