Синтезирован гексакарбонил сиборгия, самое сложное химическое соединение с трансактиноидом

Рис. 1. Периодическая система химических элементов

Рис. 1. Периодическая система химических элементов, на которой цветом выделены сверхтяжелые элементы: «трансураны» (синим цветом) и трансактиноиды (красным), для которых были проведены химические исследования. Изображение из статьи W. Loveland, 2014. Superheavy carbonyls

Международный коллектив ученых синтезировал и исследовал гексакарбонил сиборгия, Sg(CO)6, — соединение нестабильного элемента с атомным номером 106 с монооксидом углерода, — а также сравнил его с аналогичными соединениями нестабильных изотопов молибдена и вольфрама, гомологов сиборгия. Это самое сложное экспериментально полученное химическое соединение, в состав которого входит трансактиноид, то есть элемент с атомным номером выше 103. В химических свойствах трансактиноидов наиболее сильно проступают эффекты теории относительности для внутренних электронов, поэтому изучение химии трансактиноидов позволяет уточнить всю теорию расчета электронной структуры тяжелых атомов.

Периодическая система химических элементов заполнена уже вплоть до номера 118 (рис. 1). Вся ее структура отражает периодичность химических свойств элементов с ростом атомного номера, которая возникает при постепенном заполнении электронных оболочек. Если два химических элемента различаются количеством полностью заполненных внутренних электронных оболочек, но имеют схожие внешние электроны — а именно они отвечают за химическую связь, — то эти два элемента должны обладать похожими химическими свойствами. Эти серии элементов называются гомологами друг друга и в периодической системе они располагаются в одной группе, друг над другом. Например, переходные металлы, образующие шестую группу, — хром, молибден, вольфрам и сверхтяжелый элемент с номером 106 сиборгий — являются гомологами друг друга. Если химические свойства первых трех из них известны давно, то химия сиборгия только начинает изучаться. Однако на основе периодической системы можно ожидать, что их химические свойства будут схожими.

При сравнении химических свойств элементов-гомологов есть один важный подводный камень. В тяжелых атомах внутренние электроны движутся уже с околосветовыми скоростями, и из-за этого эффекты теории относительности работают на полную катушку. Они приводят к дополнительному сжатию s- и p-орбиталей и, как следствие, к некоторому расширению внешних электронных облаков. Большой заряд ядра также усиливает эффекты взаимодействия электронов друг с другом, например спин-орбитальное расщепление. Всё это влияет на химическую связь тяжелого атома с теми или иными соседями. И все эти эффекты современная теоретическая химия должна уметь грамотно рассчитывать.

Релятивистские эффекты тем сильнее, чем тяжелее атом. Кажется естественным для проверки теоретических расчетов использовать самые тяжелые из известных элементов — трансактиноиды, элементы с атомным номером выше 103 (рис. 1). Однако на пути к их экспериментальному изучению встают сразу несколько существенных трудностей.

Во-первых, атомные ядра элементов-трансактиноидов очень нестабильны; их типичные времена жизни составляют минуты, секунды или даже доли секунды. Поэтому ни о каком накоплении макроскопического количества вещества речи не идет, работать приходится с отдельными атомами сразу после их рождения.

Это не было бы большой проблемой, если бы не вторая трудность: эти атомы удается получать лишь в штучных количествах. Синтезируются сверхтяжелые атомы в ядерных реакциях, в процессе слияния двух других достаточно тяжелых атомов с большим содержанием нейтронов. Для этого пучок тяжелых ионов одного сорта направляется на мишень, содержащую тяжелые атомы другого сорта, и при их столкновении происходят ядерные реакции. В подавляющем большинстве случаев они порождают лишь осколки поменьше, и только изредка получается так, что в слиянии двух ядер рождается нужное сверхтяжелое ядро. В результате темп рождения сверхтяжелых ядер при непрерывном облучении мишени оказывается смехотворно малым: порядка одной штуки в минуту, в час, в день или даже в неделю.

Рис. 2. Структура молекулы гексакарбонила сиборгия

Рис. 2. Структура молекулы гексакарбонила сиборгия на фоне анализатора COMPACT, использованного для идентификации этой молекулы в эксперименте. Изображение с сайта uni-mainz.de

Такая технология рождения приводит и к третьей проблеме. Синтез сверхтяжелых атомов протекает в условиях постоянной жесткой радиации пучка, бьющего по мишени, и, как следствие, в присутствии огромного потока посторонних ядерных обломков. Даже если нужное ядро родится, наберет на себя электроны из окружающей среды, станет настоящим атомом и, наконец, сразу за мишенью вступит в химическую реакцию с образованием нового соединения — это соединение будет находиться в радиационно суровых условиях, в постоянном контакте с плазмой, вызванной жесткой ионизацией. То, что в этих условиях вообще можно изучать какую-то химию трансактиноидов вплоть до флеровия (элемента 114) — уже само по себе большое достижение. Однако до сих пор все химические соединения с участием трансактиноидов были очень простыми с химической точки зрения — галогениды, оксиды, и другие подобные соединения с тяжелым атомом в максимальной степени окисления. Более хрупкие химические соединения с нетривиальной химической связью быстро разрушаются в присутствии жесткой радиации. И это всё, увы, затрудняет проверку химических свойств трансактиноидов.

На днях в журнале Science была опубликована статья, знаменующая собой начало «нетривиальной» химии трансактиноидов. В ней сообщается о синтезе и экспериментальном изучении соединения Sg(CO)6, гексакарбонила сиборгия (рис. 2). Более того, в той же самой установке и теми же самыми методами были исследованы и гексакарбонильные комплексы элементов-гомологов сиборгия, Mo(CO)6 и W(CO)6, причем для них тоже использовались короткоживущие изотопы молибдена и вольфрама с периодом полураспада в несколько секунд или минут.

Главная изюминка этой работы — это комбинированная экспериментальная установка, в которой сведены воедино несколько технических достижений последнего десятилетия. Эта установка преодолевает третью из упомянутых выше проблем — она пространственно разносит область синтеза сверхтяжелых ядер и область физико-химического исследования полученного соединения. Ее общий вид показан на рис. 3. На входе в установку (справа налево на заднем плане рисунка) пучок ядер взаимодействует с мишенью и порождает «коктейль» из вторичных ядер. Продукты реакции отклоняются дипольным магнитном (элемент D на рисунке), причем по-разному для разного соотношения заряда и массы ядер. Величина магнитного поля рассчитана таким образом, чтобы дальше, через систему магнитных линз (Q), проходили только исследуемые ядра, а фоновые ядра и исходный пучок отклонялись прочь. По сути, эта методика повторяет широко известную масс-спектрометрию в применении к ядрам.

Рис. 3. Схематичный вид установки для синтеза и анализа исследуемого соединения

Рис. 3. Схематичный вид установки для синтеза и анализа соединения Sg(CO)6 и его аналогов с нестабильными изотопами вольфрама и молибдена. Изображение из статьи W. Loveland, 2014. Superheavy carbonyls

На следующем этапе выделенные ядра (Sg, Mo или W) попадают в камеру RTC, сквозь которую продувается газовая смесь гелия и моноксида углерода. Важный момент: на пути в камеру ядра проходят сквозь окошко строго определенной толщины, изготовленное из майлара. Оно гасит кинетическую энергию горячих ядер и позволяет им термализоваться (замедлиться до энергии теплового движения молекул) внутри газовой камеры. Там ядра «одеваются электронами» и, вступая в химическую реакцию с моноксидом углерода, образуют соединение — карбонильный комплекс. Поскольку соединение является летучим, оно переносится со всем газовым потоком по 10-метровому тефлоновому капилляру ко второй части установки — специальному анализатору COMPACT.

Название COMPACT расшифровывается как Cryo-Online Multidetector for Physics and Chemistry of Transactinoids. Эта установка представляет собой целую линейку из 32 пар полупроводниковых детекторов для газовой термохроматографии соединений нестабильных элементов. Вдоль линейки создан сильный градиент температуры: каждая пара детекторов находится при своей температуре, от +30°C в начале линейки до −120°C в ее конце. Каждый детектор способен регистрировать α и β-частицы, вылетающие из ядер при их распаде, и с высокой точностью измерять их энергию и время вылета. Это необходимо для того, чтобы идентифицировать ядра сиборгия по их характерной цепочке распадов, в которых одна за другой вылетают альфа-частицы определенных энергий, и не спутать эти редкие события с фоновыми процессами.

Работа анализатора COMPACT выглядит так. Когда газовая смесь продувается сквозь линейку, молекулы карбонильного комплекса тяжелого металла осаждаются на поверхности того или иного детектора, где они и регистрируются после радиоактивного распада. Номер детектора, в котором регистрируется распад, показывает ту температуру, при которой абсорбция молекулы становится энергетически выгодной. Эта температура определяется физико-химической характеристикой изучаемого карбонил-комплекса — энтальпией адсорбции. Ну а сама эта характеристика вещества, в свою очередь, предсказывается химическими расчетами, в которых релятивистские эффекты играют существенную роль. Таким образом, измеряя то, как Sg(CO)6, W(CO)6 и Mo(CO)6 осаждаются в анализаторе COMPACT, можно проверять теоретико-химические теоретические расчеты и измерять энтальпию адсорбции этих веществ.

Рис. 4. Температура и сигналы от изотопов в детекторе

Рис. 4. Температура (вверху) и сигналы от изотопа 164W (в центре) и 265Sg (снизу) в каждой из 32 пар детекторов в линейке. Серой гистограммой показаны реальные данные, линиями — результаты моделирования с теоретически предсказанным значением энтальпии адсорбции. Изображение из обсуждаемой статьи

Результаты этого исследования показаны на рис. 4. Здесь отложено несколько характеристик в каждой из 32 пар детекторов. Верхний график — это просто распределение температуры вдоль линейки. Средний и нижний графики показывают, собственно, сами экспериментальные данные — распределение зарегистрированных распадов ядер вольфрама-164 (в центре) и сиборгия-265 (внизу) по детекторам. Событий с сиборгием тут, конечно, маловато — за две недели непрерывного облучения мишени интенсивным пучком их всего было зарегистрировано 18 штук. Но тем не менее хорошо видно, что они распределены не равномерно по линейке, а ближе к ее концу, в детекторах с номерами выше 20. Примерно такая же картина и получалась при моделировании этого процесса с энтальпией адсорбции, вычисленной совсем недавно в теоретической работе как раз для этих веществ. Аналогичная картина наблюдается и для соединения с нестабильным изотопом вольфрама и с изотопами молибдена (они на рисунке не показаны): максимум распределений попадает именно туда, куда предсказывают теоретические расчеты. Это совпадение придает дополнительную уверенность в том, что современные методы полностью релятивистского расчета структуры тяжелых атомов адекватно описывают экспериментальные данные.

В завершение полезно взглянуть на это исследование с высоты птичьего полета. Обычно нестабильные сверхтяжелые элементы интересуют физиков ради новых знаний в ядерной физике. Однако раз природа нам позволяет, эти элементы можно использовать и с другой целью — для проверки того, насколько хорошо мы можем предсказать химические свойства таких атомов. Это знание, в свою очередь, нужно нам не само по себе, а как дополнительная проверка всей современной теории расчета электронных структур тяжелых атомов с учетом релятивистских эффектов. А уж отсюда следуют многочисленные применения, от сугубо прикладных исследований до самой настоящей фундаментальной науки. Химия трансактиноидов лишний раз подчеркивает то, насколько сильно связаны друг с другом самые разные области физики и смежных дисциплин.

Источник: J. Even et al. Synthesis and detection of a seaborgium carbonyl complex // Science. 2014. V. 345. P. 1491–1493.

См. также:
Seaborgium Hexacarbonyl Sg(CO)6: First Carbonyl Complex of a Superheavy Element — более подробный рассказ об этой же работе.

Игорь Иванов


47
Показать комментарии (47)
Свернуть комментарии (47)

  • Икарыч  | 14.10.2014 | 08:38 Ответить
    Про релятивистские эффекты. Интересно, что будет происходить дальше с увеличением заряда ядра? До какого Z электронная оболочка будет устойчивой, когда начнется рождение электрон-позитронных пар в поле ядра и тд?
    Ответить
    • Игорь Иванов > Икарыч | 14.10.2014 | 16:24 Ответить
      Вроде как 172, http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.ns.26.120176.002031
      Но это для точечного ядра, а если ядро большое (скажем, очень много нейтронов и мало протонов, и каким-то образом это держится вместе), то заряд может быть больше, см. http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.100.151102
      Ответить
      • PavelS > Игорь Иванов | 16.10.2014 | 21:27 Ответить
        А что будет раньше, появятся позитроны или мюоны в атоме с ростом заряда ядра (ядро считать точечным)?
        Ответить
  • indeo  | 14.10.2014 | 09:06 Ответить
    Если не ошибаюсь, не правильно говорить "внутренние электроны". Лучше сказать "внутренние электронные оболочки", т.к. все электроны в атоме неразличимы и имеют одинаковые свойства.
    Ответить
    • niki > indeo | 14.10.2014 | 15:29 Ответить
      В химии неправильные выражения часто становятся терминологией. Так что это уже и правильно, и понятно что имеется в виду.
      Ответить
      • indeo > niki | 14.10.2014 | 15:47 Ответить
        Что имеется ввиду - понятно, но это не правильно. В химии такой "терминологии" как "внутренний электрон" нет.
        Ответить
        • niki > indeo | 14.10.2014 | 16:01 Ответить
          Именно что есть. Так и говорят.
          Ответить
        • niki > indeo | 14.10.2014 | 16:06 Ответить
          Это не безобидно конечно, но ничего не поделаешь. И многие воспринимают такие вещи буквально. :(
          Ответить
          • EnigMan > niki | 17.10.2014 | 23:20 Ответить
            Прошу прощение за идиотский вопрос. Получается, каждый конкретный электрон в атоме не закреплен за своей орбиталью, а путешествует по всем доступным орбиталям?
            Я не издеваюсь, просто именно так воспринял замечание, что внутренних электронов не бывает, а только внутренние электронные оболочки.
            Ответить
            • Игорь Иванов > EnigMan | 21.10.2014 | 01:24 Ответить
              Все электроны идентичные, их нельзя никак пометить. Поэтому строго говоря, правильнее представлять себе атом не как много электронов, каждый из которых сидит на своем уровне, и не как много электронов, каждый из которых прыгает между уровнями, а как антисимметризованная многоэлектронная система, которая целиком сидит в определенном многоэлектронного состоянии. Т.е. приблизительно так: есть один электрон тут, один электрон там, но кто именно тут, а кто именно так, неопределено.
              Ответить
            • niki > EnigMan | 21.10.2014 | 15:56 Ответить
              Ровно так как ответил Игорь Иванов, плюс то, что речь идет об "орбитальном приближении". То есть не точно так как в природе, а как в некоторой (неплохой) модельной схеме. "Сидит на орбитали" в буквальном смысле применимо только к водороду.

              В буквально смысле, электрон нигде не сидит, ни в точке пространства, ни на орбитали.
              Ответить
            • Teodor > EnigMan | 22.10.2014 | 12:42 Ответить
              Гулять по орбиталям электроны не могут без внешнего воздействия в силу досадного закона сохранения энергии.
              Два электрона на одной орбитали противоречат принципу Паули. А для чудесной одновременной смены орбит нужно промежуточное метастабильное состояние, которое также не обойдется без внешнего воздействия.
              Электроны конкретизируются главным и орбитальным квантовыми числами.
              Ответить
  • Rattus  | 14.10.2014 | 14:21 Ответить
    >В тяжелых атомах внутренние электроны движутся уже с околосветовыми скоростями

    Хм, забавно!
    Простите за дилетантский вопрос: существует ли абсолютный верхний предел Z, обусловленный скоростью света или это приближение, также как и в случае с макрообъектами, лишь асимптотическое?
    Ответить
    • Игорь Иванов > Rattus | 14.10.2014 | 16:08 Ответить
      Нету. Правда при очень большом Z начнут рождаться электрон-позитронные пары из вакуума, и электроны будут садиться на внутренние уровни и частично экранировать заряд.
      Ответить
  • nan  | 14.10.2014 | 14:32 Ответить
    >>В тяжелых атомах внутренние электроны движутся уже с околосветовыми скоростями, и из-за этого эффекты теории относительности работают на полную катушку.
    Куда это они движутся? Учитывая, что электроны вокруг атома - в виде стоячей волны одной из типовых конфигураций (s,p,d,f) и никуда не движутся.
    Модель Резерфорда реальна или условна?
    Ответить
    • Игорь Иванов > nan | 14.10.2014 | 16:07 Ответить
      Под словом «движутся» в атомной физике подразумевается, что для любого состояния можно вычислить среднее значение кинетической энергии, откуда извлечь формальную величину под названием скорость. Или, если хотите, так: ввести оператор плотность кинетической энергии, и скоростью в данной точке называть соответствующую величину. Это свё стандартная, может быть, чуть сленговая терминология, которая адекватно соотносится с визуальной квазиклассической картинкой боровской модели атома.
      Ответить
  • niki  | 14.10.2014 | 16:30 Ответить
    Интересно. Особенно то, что удается сосчитать чтото DFT. Однако не очень понятно что тут можно извлечь по поводу правильности моделирования. Да и химии тут нет, и считалась и мерилась сорбция.
    Хотя, люди работающие с синтезом ядер именно так и говорят. "Химия" это все что не физика ядра. (тоже, к вопросу о терминологии)
    Ответить
    • Игорь Иванов > niki | 15.10.2014 | 15:03 Ответить
      Ну, не просто DFT, а fully relativistic. Я тут мало что знаю, но вроде как это не совсем стандартный метод. Химия в том, что вычисляются смещения длин, энергий ионизации, и поляризуемость связи Me-CO, чем не химия? А уж сорбция потом.
      Ответить
      • niki > Игорь Иванов | 16.10.2014 | 09:10 Ответить
        Смещение длин и т.д. химия. Только это в другой работе и без эксперимента
        Ответить
  • yuriT  | 14.10.2014 | 17:54 Ответить
    Вообще-то по этим графикам не скажешь, что имеющаяся теория так уж хорошо описывает факты, и уж тем более всякие релятивистские эффекты. Даже для вольфрама (где вроде как никаких проблем быть вообще не должно) теоретический график все-таки очень даже заметно расходится с фактическим, а уж для сиборгия фактический график если что и подтверждает - то разве что как в том анекдоте про дважды-два: "ну да, гдэ-то сэм-восэм, но никак нэ дэвят" :-)
    Ответить
    • Teodor > yuriT | 15.10.2014 | 11:43 Ответить
      Скорее удивляет суждение о релятивистских эффектах металла в центре комплекса, когда абсорбция определяется, в основном, взаимодействием моноксида углерода с поверхностью ловушки. Это видно по мало отличающимся теоретическим кривым для вольфрама и сиборгия. И да, о тонкости или различиях при такой статистике и таком малом отличии в распределениях говорить не приходится.
      Кстати, отсутствие продолжения в сторону 40-х номеров обрезает возможное продолжение экспериментального горба для сиборгия в эту сторону.
      А что, поработать дольше двух недель было трудновыполнимой задачей?

      И да. 44 автора... Индекс цитируемости у участников "научной роты" идёт в гору! В своё время я внутренне стеснялся участия в статьях при количестве авторов больше трёх.
      Ответить
      • Игорь Иванов > Teodor | 15.10.2014 | 14:57 Ответить
        > Скорее удивляет суждение о релятивистских эффектах металла в центре комплекса, когда абсорбция определяется, в основном, взаимодействием моноксида углерода с поверхностью ловушки.

        Для популярного чтения кликните на последню ссылку в новости («см. также»). Перестройка внутренних электронов приводит к смещению электронной плотности в сигма и пи орбиталях в карбонильных группах, что в конечном счете влияет на энергию адсорбцию.

        > А что, поработать дольше двух недель было трудновыполнимой задачей?

        Вы понимаете, как действуют крупные ядерные ускорительные центры? Там пучковое время выделяется по очереди разными заявкам, которые проходят отбор. Это многофункциональный инструмент, он не создаваться только для этой работы.

        > И да. 44 автора... Индекс цитируемости у участников "научной роты" идёт в гору!

        Вам что, когда-то на мозоль наступили? Это эксприментальная работа, в которой объединились несколько групп, создавших разные части установки.
        Ответить
        • niki > Игорь Иванов | 15.10.2014 | 15:02 Ответить
          >Перестройка внутренних электронов приводит к смещению электронной плотности в сигма и пи орбиталях в карбонильных группах, что в конечном счете влияет на энергию адсорбцию.

          И сие влияние лишь "имеет место быть в принципе", а в обсуждаемой работе НЕ ПОКАЗАНО.
          Ответить
          • Игорь Иванов > niki | 15.10.2014 | 15:06 Ответить
            Разумеется. Но по-моему вы излишне придираетесь. Фактики накапливаются постепенно и складываются в общую картину. Экспериментаторы молодцы, флаг им в руки, а бодрые заяления в конце заметки можете считать написанными в виде аванса ради будущих побед :)
            Ответить
            • niki > Игорь Иванов | 15.10.2014 | 20:32 Ответить
              Так победа то обалденная. Только химия-то вся там где карбонил образуется, а не там где хроматограмма анализирутеся. Это просто детектор.

              А вот дальше будет самое интересное. Как промерить длины/энергии связей? Да и туже сорбцию, но не карбонильных групп, а самих новых элементов. Штука в том что периодический закон, на самом деле, далее не гарантирован. Вот выполняется или нет, с этим будет большое разбирательство. Может найтись новая химия - принципиально.

              Кстати, сейчас много писка о спектроскопии отдельных молекул. Кто нибудь разбирается в этом? Есть шанс снять спектры вот этих считанных молекул?
              Ответить
              • Игорь Иванов > niki | 16.10.2014 | 01:02 Ответить
                Т.е. вы не разрешаете это называть химией? Хорошо, не разрешайте.
                Ответить
                • niki > Игорь Иванов | 16.10.2014 | 08:56 Ответить
                  Не я, а химическое сообщество.
                  Ответить
                • niki > Игорь Иванов | 16.10.2014 | 09:32 Ответить
                  Не помните первый урок химии в школе? (или может второй)
                  Тогда объяснялось где химия, а где физика.
                  Растворение веществ (как и адсорбция) это физика.
                  Химическая реакция это химия.
                  Стоят две колбы. Обе с прозрачными жидкостями. В одной физика, в другой химия. Что за дела?
                  Ответить
        • Teodor > Игорь Иванов | 15.10.2014 | 22:28 Ответить
          При чём здесь смещение плотности? Вы пройдите http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jcp/138/17/10.1063/1.4802765#figures Это та самая теоретическая работа, в которой сорбция считалась. Обратите внимание на молибден. Расчёт и опыт вне допустимых пределов (FIG.2) Энтальпия Sg, W и даже хрома почти совпадают.
          Зачем делать опыт, который дает такую статистику, если времени нет? Застолбить место?
          При чём здесь мозоль? Включать в авторы работы всех, фигурально выражаясь, кто гайки закручивал и мыл полы в лаборатории? Многофункциональный инструмент, значит теперь все работы на нем должны включать аборигенов. Обычно их включают в благодарности. Это авторство?
          Ответить
          • Игорь Иванов > Teodor | 16.10.2014 | 01:00 Ответить
            У вас с niki какие-то противоположные претензии. Люди впервые научились делать какие-то нетривиальные соединения с трансактиноидами и анализировать их. Раньше (т.е. последние десятилетия) этого делать не могли, т.к. слишком ядрёные условия сразу за мишенью. Были даже сомнения, что удастся это конкретное соединение получить. Были еще и сомнения в том, что оно будет стабильное (вот гексакарбонил урана, который является псевдогомологом в этом ряду, нестабилен, что эксперимент и показывал). Ну и вообще, метод позволяет, в принципе, идти дальше по таблице, а может и другие более сложные соединения синтезировать и изучать. Молодцы, разве нет? Ядом-то зачем исходить.

            Насчет последней пачки риторических вопросов — видимо, вы категорически против такой политики соавторства. На LHC большие коллаборации перечисляют 2-3 тысячи соавторов. Вас это тоже напрягает?
            Ответить
            • Teodor > Игорь Иванов | 16.10.2014 | 11:53 Ответить
              Да. Я против такого массового авторства. Думаю, при расчете индекса цитирования надо ввести вес обратно пропорциональный числу авторов. Это будет более объективно. По крайней мере ввести дополнительный взвешенный индекс цитирования.
              А уж с адронным коллайдером - это околонаучная истерия. Посмотрите - на элементах в меню даже отдельный пункт для этой секты выделен.
              Ответить
              • Игорь Иванов > Teodor | 16.10.2014 | 13:39 Ответить
                Видимо, да, наступили на мозоль.
                Всем ученым и разумным научным администраторам прекрасно известно, что в современной физике частиц, ядерной физике, астрофизике и т.п. оценивать научную результативность и квалификацию _экспериментатора_ надо не по количеству публикаций в коллаборациях, не по их суммарному цитированию, не по формальному хиршу, а по другим критериям. Да и сами экспериментаторы, когда на своих страничках или в CV указывают публикации, они обычно отделяют коллаборационные работы и отдельно свои собственные. Поэтому не надо ломиться в открытую дверь — при нормальной организации науки «халявщики» на этом не выезжают.

                > Посмотрите - на элементах в меню даже отдельный пункт для этой секты выделен.

                Какое безобразие!
                Ответить
                • Teodor > Игорь Иванов | 17.10.2014 | 10:58 Ответить
                  Я рад, что колхозное движение в науке проникло в массы :)
                  Ответить
              • Displacer > Teodor | 16.10.2014 | 20:33 Ответить
                Teodor, может Вы возьметесь вести еще какую-нибудь другую, по настоящему научную колонку, думаю все присутствующие будут благодарны за труды... Серьёзно.
                Ответить
              • zreitd > Teodor | 19.10.2014 | 16:45 Ответить
                Уважаемый автор статьи, позвольте мне как автору оригинальной статьи о карбониле сиборгия поблагодарить Вас за статью и ответы на комментарии. Идея была предложена нами уже в 2007 году на совещании коллег, но вот потребовалось несколько лет, чтобы ее реализовать. По поводу большого числа соавторов скажу следующее. Можно было бы провести двухнедельный эксперимент, 24 часа в сутки, и меньшими силами, но существуют коллаборационные обязательства. В нашем бизнесе коллаборации необходимы, один вносит бесценную актинидную мишень, другой время на ускорителе, третий и четвертый экспериментальную установку, а пятый и шестой сидят ночами в сменах. Поэтому ответ на вопрос об авторах и рейтингах очень простой, возьми и сделай! А мы тебя похвалим.
                Ответить
                • Игорь Иванов > zreitd | 21.10.2014 | 01:25 Ответить
                  Спасибо и вам за отклик и комментарий, это всегда приятно.
                  Ответить
                • Teodor > zreitd | 21.10.2014 | 13:23 Ответить
                  Успехов в Вашем бизнесе, господа коллаборационисты!
                  Ответить
                • niki > zreitd | 21.10.2014 | 16:07 Ответить
                  А есть шансы увидеть те самые релятивистские эффекты, которые можно сравнить с расчетами в обозримом будущем?
                  Ответить
                  • zreitd > niki | 26.10.2014 | 19:49 Ответить
                    Проявление релятивистских эффектов мы наблюдаем в повседневной жизни - желтый цвет золота, жидкое состояние ртути, проявление низких валентных состояний у таллия и свинца, и многие другие. Ведь только с точки зрения релятивистики появляется новая подоболочка p(1/2), которая является как и s оболочка сферической. Наша задача состоит в том чтобы найти новые свойства, а теоретики пытаются все точнее их предсказывать.
                    Ответить
          • niki > Teodor | 16.10.2014 | 09:08 Ответить
            Конечно надо делать. Это отработка технологии. Это раз.
            Синтез новых веществ заслуживает публикации. А уж столь экзотических несомненно. Это два.
            Включать ли тех кто "гайки закручивал", Да. Не включить - им получку платить перестанут. Это вопрос не к научному сообществу, а к тому безобразию что вокруг.

            Вот публикуют статьи по программам. Скажете не следует - не наука. В наших условия следует. С того момента как получка стала прямо зависеть от позиции в списке авторов, о научных критериях при публикации следует забыть.
            Ответить
            • Teodor > niki | 16.10.2014 | 11:35 Ответить
              Отработка технологии, деньги платить... Это всё "элементы большой науки"?
              Ответить
              • niki > Teodor | 21.10.2014 | 22:21 Ответить
                Во-первых, нет никакой "большой науки" и "малой науки". Отработка методики безусловно является наукой.
                Во-вторых, да - за работу надо платить.
                В третьих, авторы это те кто сделал.
                Ответить
      • niki > Teodor | 15.10.2014 | 14:59 Ответить
        Вот в этом все дело.
        Казалось бы великолепная штука. Люди получают все новые вещества для таких элементов. Действительно химия пошла. Можно только порадоваться.

        И тут же начинается ерунда. Ну какие релятивистские эффекты когда мерили сорбцию CO? Ну какая химия - когда мерили сорбцию CO?
        Ответить
        • tetrapack > niki | 17.10.2014 | 11:19 Ответить
          Вы, как-то странно отделяете друг от друга, в общем-то, тесно связанные явления. Не существует никакой границы между физикой и химией. Это все условность, просто для классификации явлений, не более того. Сорбция СО, говорите, совсем не химия? Ну тогда такое класс явлений, как гетерогенный катализ, это тоже не химия и не физика, по вашей логике получается, а что-то совсем третье. Релятивизм очень сильно влияет на свойства атомов и молекул, и на спектроскопические, и на химические, и т.д. Если в том же DFT для тяжелых атомов включать, или выключать релятивизм в глубоких уровнях, то получаться будут совершенно разные свойства валентных орбиталей, а вместе с тем разные параметры кристаллических решеток, энтальпии атомизации, окисления... Проблема вся в том, что экспериментально выключить релятивизм, например уровня U1s в оксиде U3O8 невозможно. Он такой, какой есть. Не с чем сравнить. Но, теоретически, свойства при таком выключении изменились бы существенно, и химические в том числе.
          Ответить
  • tetrapack  | 17.10.2014 | 11:09 Ответить
    "Там ядра «одеваются электронами» и, вступая в химическую реакцию с моноксидом углерода, образуют соединение — карбоксильный комплекс."
    Поправьте: не карбоксильный, а карбонильный комплекс.
    Ответить
    • Игорь Иванов > tetrapack | 17.10.2014 | 11:38 Ответить
      Спасибо, поправили.
      Ответить
  • nicolaus  | 19.10.2014 | 13:24 Ответить
    В статье утверждается, что электроны при их нахождении вблизи атомного ядра ускоряются до субсветовых скоростей. При этом, видимо, принимается, что заряд в ядре является точечным, как, например, у электрона. На самом деле, я думаю, что заряды внутри ядра могут располагаться не симметрично, или не в той симметрии, которая характерна для электронных облаков. Также, возможен сложный узор магнитных полей. Все это приводит к формированию вокруг ядра мультиполей разного порядка. Мультиполя могут оказывать влияние на конфигурацию электронных оболочек, особенно для атомов с большими атомными номерами. В конечном итоге, все это приводит к нарушению симметрии (симметричной здесь считается конфигурация электронных облаков, в случае точечного расположения заряда в атомном ядре).

    На мой взгляд, исследования свойств атомов с большими атомными номерами интересны не только в связи с тем, что электроны вблизи ядра разгоняются до субсветовых скоростей, но и в связи с предполагаемым нарушением симметрии электронных облаков (поскольку части электронных облаков расположены близко к ядру и могут быть чувствительны к внутренней структуре ядра).

    Для меня это интересно в связи со следующим.
    Я почти уверен, что все сущее в мире связано с тем или иным нарушением симметрии.
    Например, наша вселенная существует в результате нарушения барионной симметрии.
    Я почти уверен, что если бы атомы, в частности углерода, имели полностью симметричную конфигурацию электронных оболочек, как, например, платоновские фигуры, то жизнь на Земле и разум были бы невозможны. Строгая симметрия в основе элементов, предположительно, отображается в такую же строгую симметрию на всех уровнях при формировании структур из этих элементов. Симметрия никуда не исчезает. В этом случае в топологии и свойствах структур получается характерный узор, возможно очень сложный, который определяет дискретность их свойств.

    Поясню, как это связано с развитием жизни. С помощью двухмерной поверхности можно показать изменение свойств белка. Два горизонтальных измерения соответствуют фенотипу, вертикальное отражает приспособленность, или полезные свойства белка http://elementy.ru/news/431326. Возвышенности на этой поверхности будут означать наличие у белка лучших свойств. Допустим, белок находится в какой-то точке поверхности и ему необходимо (для того чтобы организм - носитель этого белка мог выиграть естественный отбор) переместится в другую точку ландшафта с лучшей приспособленностью. Так вот, если эта поверхность будет иметь узор в виде различных уступов, узких пропастей и хребтов, при движении по ландшафту приспособленности траектория движения белка застрянет в одном из ближайших хребтов и естественный отбор прекратится. Для того, чтобы свойства белка могли перемещаться по всей поверхности приспособленности, необходимо, чтобы была возможность формирования практически бесконечного количества вариантов структуры белка, свойства которых могли образовать практически гладкую поверхность. Такое разнообразие и относительно гладкий ландшафт свойств, по моему мнению, может обеспечить только нарушение симметрии электронных облаков атомов. Это нарушение вносит в систему элементы хаоса и существенно увеличивает количество немного отличающихся друг от друга структур из этих элементов, что позволяет разрушить узор и сдеалать поверхность относительно гладкой.
    Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»