Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

12.04.2018
16:06

На Хароне появились кратеры Насреддина и Садко

    Международный астрономический союз присвоил официальные названия 12 объектам на Хароне — самом большом спутнике Плутона, карта которого была составлена по . . .

12.04.2018
15:57

Геологи связали океанские приливы с формированием новых суперконтинентов

    Геофизики связали между собой глобальный приливно-отливный океанский цикл длительностью в несколько десятков миллионов лет и еще более длинный . . .

12.04.2018
15:49

NASA показало полет над северным полюсом Юпитера в инфракрасном диапазоне

    NASA опубликовало видео полета над северным полюсом Юпитера, где находится гигантская структура из вихрей, напоминающая восьмиугольник. Ролики смонтированы на . . .

12.04.2018
15:47

Северо-атлантические течения за полвека замедлились на 15 процентов

    Океанологи количественно оценили уменьшение скорости меридиональных северо-атлантических океанических течений и обнаружили, что с середины XX века сила течений . . .

12.04.2018
15:39

Объяснена невозможность контакта с внеземными цивилизациями

    Психологи Кадисского университета в Испании пришли к выводу, что человечество не может распознать сигналы от инопланетных цивилизаций, поскольку последние могут . . .

12.04.2018
15:35

Найдена новая разновидность космических катастроф

    Международная команда астрофизиков под руководством Карла Родригеза (Carl Rodriguez) из Массачусетского технологического института смоделировала поведение черных дыр . . .

12.04.2018
15:19

Структура Росатома создаст новое оборудование для изучения Луны и Марса

    Специалисты Всероссийского научно-исследовательского института автоматики имени Духова (ВНИИА), входящего в состав госкорпорации «Росатом», в сотрудничестве с . . .

11.04.2018
21:32

Ученые создали детальные динамические карты магнитного поля океанов и земной коры

    Специалисты Европейского космического агентства на базе данных, собранных с помощью спутников миссии Swarm, создали детальную динамическую карту возмущений . . .

11.04.2018
21:27

Количество аномально жарких дней в океане за последние 90 лет выросло в полтора раза

    Климатологи оценили частоту, длительность и интенсивность периодов аномальной жары в мировом океане за последние 90 лет и обнаружили, что в среднем все эти . . .

11.04.2018
21:23

Тепловые волны становятся все более частым явлением в Мировом океане

    Тепловые волны становятся все более частым явлением в Мировом океане Новые исследования показывают, что ежегодное количество дней, когда какая-то часть океана . . .

11.04.2018
21:20

Исследователи обнаружили в метеорите самую древнюю магнитную «запись» в солнечной системе

    Группа исследователей Великобритании, Германии и Норвегии обнаружила, что железосодержащий материал под названием оливин, из которого состоит большинство . . .

11.04.2018
21:16

Открыты четыре новых экзопланеты класса «горячих юпитеров»

    Четыре новых внесолнечных планеты класса «горячих юпитеров» были обнаружены в рамках обзора неба Hungarian-made Automated Telescope Network-South (HATSouth). Эти четыре планеты близки по . . .

11.04.2018
21:00

Страны ЕС договорились о сотрудничестве в области искусственного интеллекта

    Подавляющее большинство стран Евросоюза подписали декларацию о сотрудничестве в области искусственного интеллекта, говорится в сообщении Еврокомиссии . . .

11.04.2018
20:55

Аудитория Рунета приблизилась к 90 млн пользователей

    Состоялось очередное заседание коллегии Министерства связи и массовых коммуникаций Российской Федерации. В ходе мероприятия были раскрыты ключевые показатели . . .

11.04.2018
19:02

В России заработала первая "народная" интернет-обсерватория

    AstroNYX, первая в России "открытая" сеть автоматизированных телескопов, работой которых может управлять любой интернет-пользователь, получила первые фотографии и . . .

11.04.2018
18:58

Дюны в движении: NASA опубликовало новую фотографию Марса

    Лаборатория реактивного движения (JPL) NASA в Пасадене опубликовала новую фотографию марсианского ландшафта. Снимок был сделан Марсианским разведывательным . . .

11.04.2018
18:54

Спутники Swarm помогли построить динамические карты магнитного поля океанов и земной коры

    Ученые Европейского космического агенства представили динамическую карту периодических возмущений магнитного поля Земли из-за океанских течений, полученную по . . .

11.04.2018
18:51

Машинное обучение помогло подобрать потенциал взаимодействия атомов бора

    Ученые из Великобритании и Японии разработали способ, который позволяет сравнительно быстро подобрать параметры потенциала взаимодействия атомов бора в . . .

11.04.2018
18:51

Машинное обучение помогло подобрать потенциал взаимодействия атомов бора

    Ученые из Великобритании и Японии разработали способ, который позволяет сравнительно быстро подобрать параметры потенциала взаимодействия атомов бора в различных кристаллических соединениях и значительно упрощает численное моделирование соединений. Для этого исследователи предложили обучать программу «на лету», постепенно подстраивая ее ближе к реальности. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Наибольшим разнообразием аллотропных форм отличается углерод, однако элементарный бор также образует множество сложных соединений с различными свойствами. Такое неожиданное разнообразие объясняется «дефицитным» характером образуемых атомами бора связей (electron-deficient bonding nature). В самом деле, атом бора имеет всего три валентных электрона. Казалось бы, это ограничивает число его «соседей» тремя, поскольку для создания ковалентной связи каждая из сторон должна предоставить по одному электрону, а в кристаллическом боре дополнительные электроны брать неоткуда. Однако в действительности химические связи устроены немного сложнее. Оказывается, что если расположить на достаточно близком расстоянии атомы бора, у которых «заняты» все три электрона, они все равно свяжутся друг с другом, попеременно «заимствуя» и перераспределяя электроны из других связей. Такие связи называют двухэлектронными трехцентровыми, а само явление в целом — электронным дефицитом. Именно из-за электронного дефицита молекулы борана при нормальных условиях связываются в диборан.

    «Дефицитный» характер электронных связей в боре осложняет его численное моделирование и теоретический анализ. В частности, долгое время было непонятно, какая из аллотропных форм бора имеет наименьшее возможное энергетическое состояние — α-ромбоэдральный бор, который состоит исключительно их икосаэдров B12, или β-ромбоэдральный бор, в котором эта структура нарушается. Несмотря на то, что обычно для основного состояния свойственна бо́льшая симметрия, тщательное исследование с помощью численного моделирования и теории функционала плотности (density-functional theory, DFT) показало, что энергия β-ромбоэдрального бора все-таки меньше. Такую же большую роль метод DFT сыграл в исследовании свойств других аллотропных модификаций, например, борофена — аналога графена, в котором атомы углерода заменены на атомы бора.

    К сожалению, несмотря на свои успехи, метод DFT имеет и недостатки. Главный недостаток — это его высокая вычислительная сложность. Число вычислений можно было бы уменьшить, если бы ученые точно знали, как потенциал взаимодействия атомов бора зависит от их расстояния и положения, однако в настоящее время все приближения этого потенциала ограничиваются случаем α-ромбоэдрального бора. Не существует и эмпирических формул, которые корректно описывали бы поведение потенциала в различных аллотропных модификациях. Поэтому все численные моделирования соединений бора ограничиваются сравнительно небольшим числом частиц.

    Группа ученых под руководством Габора Цаны (Gábor Csányi) разработала метод, который позволяет значительно упростить вычисления; с его помощью исследователи нашли модификацию бора с наименьшей энергией и в подробностях изучили ее энергетическую структуру. Для этого ученые использовали метод машинного обучения «на лету» — обучали программу на заданной выборке кристаллических периодических соединений бора, заставляли ее генерировать новую выборку, в которой суммарная энергия соединений была меньше, и заново обучали программу на новой выборке. Обучение заключалось в подборе программой параметров гауссового потенциала, который использовался для расчета суммарной энергии соединения. Энергия при этом рассчитывалась с помощью метода DFT. Когда же подбор параметров на данном шаге завершался, ученые генерировали случайные соединения и минимизировали их энергию с помощью найденного потенциала, чтобы получить элементы новой выборки и перейти к следующей итерации.

    Эволюция выборок со временем: по оси x отложен средний объем, приходящийся на атом бора в структуре (то есть, фактически, обратная плотность упаковки), по оси y — энергия структуры. Желтыми точками отмечена исходная выборка, серыми — выборка, рассчитанная на пятом шаге, и синими — итоговая выборка после двухсот итераций. Для сравнения приведены параметры α-ромбоэдрального бора

    Изначальная выборка, «скормленная» программе на первом этапе, представляла собой набор структур с совершенно произвольным строением и, соответственно, с различной суммарной энергией. Тем не менее, буквально после нескольких первых шагов энергия генерируемых программой соединений быстро уменьшалась, а их структура стремилась к структуре α- и β-ромбоэдрального бора. После двухсот итераций исследователи прекращали процесс и смотрели на итоговые значения параметров потенциала. Затем ученые повторили его еще несколько раз, на самом последнем этапе выделяя различные кристаллические структуры и включая в рассмотрение возмущенные решетки реальных аллотропных модификаций бора. В результате авторы получили для каждой модификации бора свой потенциал, который довольно хорошо воспроизводил «честное» численное моделирование с помощью метода DFT. При этом наименьшая суммарная энергия соединений достигалась для кристаллических структур α- и β-ромбоэдрального бора.

    Наконец, ученые использовали полученные данные, чтобы подробнее исследовать локальную энергетическую структуру β-ромбоэдрального бора. Оказалось, что в наиболее симметричной β-B105-модели, в которой электронные оболочки «вершинных» атомов бора, расположенных поблизости от «изолированного» атома, заполнены полностью, локальная энергия «вершинных атомов» существенно превышает среднее по кристаллу значение. В то же время, в чуть менее симметричной β-B106-модели, в которой из шести электронных оболочек «вершинных» атомов заполнено пять, энергия атомов распределена более равномерно. Поскольку суммарная энергия обеих конфигураций практически одинакова, это значит, что на практике менее симметричная структура будет возникать с большей вероятностью.

    Численное моделирование широко применяется для исследования свойств химических соединений. Например, в январе этого года ученые из НИЯУ МИФИ численно смоделировали с помощью метода функционала плотности фуллерены, в которых несколько атомов углерода были заменены атомами азота, и рассчитали продолжительность их жизни. Оказалось, что время жизни соединения тем меньше, чем больше в нем содержится азота, однако при низких температурах эта разница сглаживается — в обоих случаях время так велико, что его можно положить бесконечности. А в сентябре прошлого года физики из Южного федерального университета нашли с помощью этого метода аллотропную форму алюминия, обладающую плотностью всего 0,61 грамма на сантиметр кубический. Также мы писали, как ученые применили машинное обучение для определения химических свойств сложных молекул, например бензола или этана.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/04/11/boron-potential

11.04.2018
18:46

Метаповерхность повернула звуковую волну без потерь энергии

    Физики создали акустическую метаповерхность, которая преломляет звуковые волны практически без энергетических потерь, поворачивая их на угол до 80 градусов . . .

<< 571|572|573|574|575|576|577|578|579|580 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100