Benzene in 126 dimensioni
I scientisti australiani anu descrittu recentemente una molécula chimica chì hà longu attiratu a so attenzione. Si crede chì i risultati di u studiu influenzanu novi disinni per e cellule solari, diodi organici emettitori di luce è altre tecnulugia di prossima generazione chì utilizanu benzene.
benzene un compostu chimicu urganicu da u gruppu arene. Hè l'idrocarburu aromaticu neutru carbociclicu più simplice. Hè, frà altre cose, un cumpunente di DNA, proteini, legnu è oliu. I chimichi anu interessatu à u prublema di a struttura di benzene da l'isolamentu di u compostu. In u 1865, u chimicu tedescu Friedrich August Kekule hà ipotisatu chì u benzene hè un cyclohexatriene di sei membri in u quali ligami singuli è doppiu alternanu trà l'atomi di carbone.
Dapoi l'anni 30, ci hè statu dibattitu in i circles chimichi nantu à a struttura di a molécula di benzene. Stu dibattitu hà pigliatu l'urgenza in l'ultimi anni perchè u benzene, cumpostu di sei atomi di carbonu ligati à sei atomi d'idrogenu, hè a molècula più chjuca cunnisciuta chì pò esse usata in a produzzione di optoelettronica, una zona di tecnulugia futura. .
A cuntruversia chì circundava a struttura di a molècula nasce perchè, ancu s'ellu hà pocu cumpunenti atomichi, esiste in un statu matematicamente descrittu micca da trè o ancu quattru dimensioni (cumpresu u tempu), cum'è sapemu da a nostra sperienza, ma finu à 126 dimensioni.
Da induve vene stu numeru? Dunque, ognuna di l'elettroni 42 chì custituiscenu una molècula hè discritta in trè dimensioni, è multiplicate da u nùmeru di particeddi dà esattamente 126. Allora ùn sò micca realità, ma misurazioni matematiche. A misurazione di stu sistema cumplessu è assai chjuca s'hè dimustratu finu à avà impussibile, vale à dì chì u cumpurtamentu esatta di l'elettroni in u benzene ùn si pudia micca cunnosce. È questu era un prublema perchè senza sta infurmazione ùn saria impussibile di descriverà cumplettamente a stabilità di a molécula in l'applicazioni tecniche.
Tuttavia, avà i scientisti guidati da Timothy Schmidt da l'ARC Center of Excellence in Exciton Science è l'Università di New South Wales in Sydney anu riisciutu à svelà u misteru. Inseme cù i culleghi di UNSW è CSIRO Data61, hà applicatu un metudu cumplessu basatu in algoritmi chjamatu Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) à e molécule di benzene per correlate e so funzioni di lunghezza d'onda in tutti 126 dimensioni. Stu algoritmu permette à u spaziu dimensionale per esse divisu in "tile", ognuna di quale currisponde à permutazioni di pusizioni elettroni. I risultati di stu studiu sò publicati in a rivista Nature Communications.
D'interessu particulari à i scientisti era capisce u spin di l'elettroni. "Ciò chì avemu trovu era assai sorprendente", dice u prufissore Schmidt in a publicazione. "L'elettroni spin-up in u carbone sò ligati da doppie legami in cunfigurazioni tridimensionali di energia più bassa. Essenzialmente, abbassa l'energia di a molécula, rendendu più stabile per via di l'elettroni chì repellenu è si alluntananu ". A stabilità di a molécula, à u turnu, hè una caratteristica desiderata in l'applicazioni ingegneria.
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