Понедельник 16 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 7 регионами РФ за ночь уничтожили 29 беспилотников МО: над 7 регионами РФ за ночь уничтожили 29 беспилотников Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) уничтожили за ночь 29 беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) над 7 регионами. Об этом сообщили в Минобороны России. "Пресечена попытка киевского режима совершить террористические атаки с…
Освобожденные из плена российские военные прибыли в Москву Освобожденные из плена российские военные прибыли в Москву Находившиеся в украинском плену 103 российских военнослужащих, которые ранее были захвачены Вооруженными силами Украины в Курской области, прилетели в Москву. Об этом сообщили в Telegram-канале телеканала "Звезда". Ил-76 с бойцами…
Белоусов поручил разобраться с данными о гибели военных "Эрнеста" и "Гудвина" Белоусов поручил разобраться с данными о гибели военных "Эрнеста" и "Гудвина" Министр обороны России Андрей Белоусов поручил начальнику Генштаба ВС РФ Валерию Герасимову вместе с контрразведкой ФСБ разобраться в ситуации, связанной с информацией о гибели военных с позывными Эрнест и Гудвин.…
Интернет и СМИ
Читайте также
Экстремальная погода будет стремительно усиливаться в течение следующих 20 лет Экстремальная погода будет стремительно усиливаться в течение следующих 20 лет По данным нового исследования, почти три четверти населения мира могут ожидать резких и быстрых изменений экстремальных температур и количества осадков в течение следующих 20 лет, если выбросы парниковых газов не…
Нижегородский ученый Дружкова развенчала распространенные мифы об онкологии Нижегородский ученый Дружкова развенчала распространенные мифы об онкологии Rандидат биологических наук, старший научный сотрудник научной лаборатории флуоресцентного биоимиджинга НИИ ЭО и БМТ Ирина Дружкова в статье журнала «Курс на науку!» развенчала распространенные мифы, касающиеся онкологических заболеваний. Один из…
Ученые Новосибирска выявили противовирусные свойства экстракта левзеи Ученые Новосибирска выявили противовирусные свойства экстракта левзеи Ученые ФИЦ Фундаментальной и трансляционной медицины в Новосибирске сделали важное открытие в области вирусологии. Они впервые выявили, что экстракт левзеи обладает противовирусной активностью против коронавируса SARS-CoV-2 и вируса герпеса второго…
Тема дня
У Шольца начали сдавать нервы У Шольца начали сдавать нервы

Если в правительстве ФРГ раньше считали, что давление нужно оказывать только на Россию, то после Кур...

Фото
65% счастья: где проходит граница между сохранением и разрывом отношений 65% счастья: где проходит граница между сохранением и разрывом отношений

Романтические отношения - сложная и динамичная сфера человеческой жизни, которая всегда привлекала в...

Опрос

Сколько нужно времени, чтобы полностью выбить ВСУ из Курской области?

 

Анекдот дня

Не рой русскому яму. Для русского яма - окоп.

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)".