Четверг 25 апреля 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
Новая теоретическая разработка проясняет электронную структуру воды Фото из открытых источников

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
Что известно о деле заместителя министра обороны РФ Тимура Иванова Что известно о деле заместителя министра обороны РФ Тимура Иванова СК РФ во вторник сообщил о задержании замминистра обороны РФ Тимура Иванова по подозрению в получении взятки. Позже его арестовали. ТАСС собрал факты о произошедшем. Обстоятельства дела Иванов задержан по…
В Минобороны сообщили о перехвате и уничтожении восьми БПЛА над центральной частью РФ В Минобороны сообщили о перехвате и уничтожении восьми БПЛА над центральной частью РФ Восемь украинских беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) перехвачены и уничтожены над регионами центральной части России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи пресечены попытки киевского режима совершить террористические…
В Смоленской области после атаки беспилотников произошли пожары на топливо-энергетических объектах В Смоленской области после атаки беспилотников произошли пожары на топливо-энергетических объектах Пожары возникли на гражданских топливо-энергетических объектах в Смоленском и Ярцевском районах Смоленской области. По предварительным данным, это стало результатом атаки украинских беспилотников, сообщил в Telegram-канале глава региона Василий Анохин. "Наш…
Интернет и СМИ
Читайте также
NC: определено время полного восстановления после COVID-19 NC: определено время полного восстановления после COVID-19 После двухлетних исследований ученые из Kirby Institute и медики из St. Vinzenz Hospital представили свои открытия о последствиях COVID-19. Исследование, опубликованное на портале Nature Communications (NC), включало в себя анализ…
ESCMID: грипп — самый опасный вирус по пандемическому потенциалу ESCMID: грипп — самый опасный вирус по пандемическому потенциалу Согласно исследованию ученых Universität zu Köln (Германия) в рамках проекта Vaccelerate, грипп выделился как наиболее опасное инфекционное заболевание с высоким пандемическим потенциалом. Эту информацию распространила пресс-служба The European Society of…
Исследование ДНК обнаружило неизвестную группу предков современных японцев Исследование ДНК обнаружило неизвестную группу предков современных японцев Исследование, в ходе которого секвенировали ДНК 3200 человек по всей Японии, выявило предположения, что современные японцы являются потомками трех групп предков, а не двух, как считалось ранее. Новое исследование опубликовано…
Тема дня
Бездарность власти стала проклятием Великобритании Бездарность власти стала проклятием Великобритании

Премьер-министр Великобритании Риши Сунак не оправдал надежд населения и побил все прежние рекорды н...

Фото
Раскрыта связь между ожирением и риском развития колоректального рака Раскрыта связь между ожирением и риском развития колоректального рака

Франко-немецкая группа ученых провела исследоване, выявившее наличие различных предполагаемых причин...

Опрос

Введет ли Франция и/или другая европейская страна официально свои войска на территорию Украины?

Да, в самое ближайшее время - 44.3%
Да, но не раньше, чем через полгода - 12.2%
Нет, ни при каком развитии событий - 20.8%
Нет, потому что вводить будет некуда - 20.6%

Всего голосов:: 476

 

Анекдот дня

С годами фото в паспорте все лучше и лучше.

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)".