126個尺寸的苯

澳大利亞科學家最近描述了一種使他們著迷的化學分子。 據信，這項研究的結果將對太陽能電池，有機發光二極管以及其他可以使用苯的下一代技術的新設計產生影響。

苯是一種有機化合物。 它是最簡單的碳環中性芳烴。 它是DNA，蛋白質，木材和油脂的一部分。 自從該化合物被切斷以來，苯的構造問題已引起化學家的關注。 1865年，德國化學家弗里德里希·奧古斯特·凱庫萊（Friedrich AugustKekulé）假設苯是帶有六角環的環己三烯，碳原子之間的單鍵和雙鍵交替出現。

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自1930年代以來，化學界一直在爭論苯分子的結構。 由於由六個碳原子與六個氫原子結合而成的苯是可用於製造光電材料的最小已知分子，這是技術的一個開創性領域，近年來這種辯論變得更加激烈。
分子結構之所以引起爭議，是因為儘管它的原子組成很少，但它的存在狀態並沒有被我們從經驗中學到的三個甚至四個維度（包括時間）進行數學描述，但是一直到126個尺寸。 這個數字是哪裡來的？ 粒子中的42個電子中的每一個都以三個維度進行描述，如果將它們乘以粒子數，則得到126。因此，這些不是真實的，而是數學維度。 迄今為止，已經證明無法測量這種複雜且非常小的系統，因此尚不清楚苯中電子的確切行為。 那就是一個問題，因為沒有這些信息，就不可能在技術應用中完全描述該分子的耐久性。
但是，現在，在蒂莫西·施密特（Timothy Schmidt）的指導下，與ARC卓越科學中心（ARC）和悉尼新南威爾士大學（University of New South Wales University）的蒂莫西·施密特（Timothy Schmidt）合作的科學家已經成功地解決了這個難題。 他與UNSW和CSIRO Data61的同事一起，將一種複雜的基於算法的方法稱為Voronoi Metropolis動態採樣（DVMS）應用於苯分子，以繪製其在所有126個維度上的波形函數。 該算法可以將維空間劃分為“小塊”，每個小塊對應於電子位置的排列。 這些研究的結果發表在《自然通訊》雜誌上。 科學家特別感興趣的是對電子自旋的理解。 施密特教授在出版物中指出：“我們發現的結果非常令人驚訝。” “碳雙鍵中的電子隨著自旋向上以三維結構結合在一起，能量更少。這大大降低了分子的能量，並且由於電子的排斥和逃逸，使分子更加穩定。粒子的穩定性又反過來，是技術應用程序中的理想功能。