С днём рождения сэра Исаака Ньютона!

И в такой день напоминаю, что у нас идёт конкурс с реальным нереально крутым подарком: жестяной кружкой 🖤love thy computer 🖤, и дополнительным розыгрышем книги одмина. Всё, что нужно сделать, это предложить пост/новость для нашей группы до наступления 2024 года. Присылайте, участвуйте, получайте приз.

И с праздником всех нас!

Широкое развитие источников сильного когерентного электромагнитного излучения (лазеров, мазеров, СВЧ генераторов и др.) сделало типичной ситуацию, когда спектр квантовой системы (атома, молекулы и др.) радикально перестраивается под действием излучения. В частности, сдвиги уровней энергии квантовой системы в поле излучения оказываются одного порядка или даже большими по сравнению с характерными расстояниями между невозмущёнными уровнями энергии. Ясно, что в этом случае традиционные методы описания взаимодействия квантовой системы с полем, основанные на нестационарной теории возмущений по величине поля, становятся недостаточными. В то же время высокие интенсивность и когерентность электромагнитного излучения позволяют описывать его классическим образом.

Наиболее адекватным способом описания квантовых систем, находящихся в периодических по времени внешних полях, является формализм квазиэнергетических состояний (КЭС), предложенный Зельдовичем и Ритусом в 1966 году. Квазиэнергетическими состояниями называются частные решения Ψ(ξ,t) уравнения Шрёдингера с периодическим гамильтонианом H(ξ,t)=H(ξ,t+T), имеющие следующую зависимость от времени: Ψ(ξ,t)=exp(-iεt)·φ(ξ,t), где ε — квазиэнергия КЭС, φ(ξ,t)=φ(ξ,t+T) — периодическая функция времени. В задачах с периодическим гамильтонианом КЭС играют такую же роль, как стационарные состояния в задачах со стационарным гамильтонианом. Поэтому развитие теории КЭС имеет важное общефизическое значение. Наконец, основанные на КЭС расчёты спектральных характеристик различных кокретных квантовых систем в сильных внешних полях актуальны для диагностики этих полей — например, электромагнитных полей в плазменных средах.

Приведённый в предыдущем посте текст — это актуальность работы из автореферата, который мы сегодня предлагаем к Вашему вниманию. Несмотря на то, что эта классическая работа сделана и защищена в 1989м году, она до сих пор полезна для вычисления колебательно-вращательных состояний двухатомных молекул в сильных лазерных полях.

Собственно, работа называется
"Некоторые вопросы теории квазиэнергетических состояний квантовых систем"
автор: Надеждин Борис Борисович.

Сам автореферат можно найти на сайте РГБ, но специально для Вас он был собран в удобную PDFку (прикреплена к посту).

Кстати, забавный факт, у нас в России, оказывается, в марте этого года будут проходить презедентские выборы. А автор этой диссертации, к.ф.-м.н. Б.Б. Надеждин — это один из допущенных ЦИКом к сбору подписей кандидатов. Ну а поскольку "юристы" и прочие неинтересные личности показывают себя (мягко говоря) не очень в управлении страной, может пришло время физиков, химиков, и прочих понимающих людей встать у руля? Тем более, что программу тут предлагают вполне себе неплохую.

Больше информации можно получить на сайте
https://nadezhdin2024.ru/
и в частности, о том, как поставить свою подпись за выдвижение.

P.S. и всех с наступившим 2024м годом! Научных и учебных успехов всем-всем-всем!
P.P.S. Картинка в первом посте как раз связана с темой приводимого автореферата — это визуализация молекулярно-динамической траектории двухатомной молекулы.

А помните, что мы до Нового Года объявляли конкурс на лучший предложенный пост? Так вот, пришлои время подвести итоги. Подали свои идеи для постов всего два участника (причём один из них о конкурсе даже не думал), а посему волевым решением конкурсного комитета, был сделан ещё один приз, такая же кружка. И прекрасным зимним днём, подарки были высланы всем победителям :)

А всем остальным напоминаем, что у нас теперь есть предложка, и туда можно кидать свои идеи постов. Или, по классике, направлять идеи в личку админам, или же в сообщения группе.

И ещё раз всех с наступившим 2024м!

Обещанный конкурсный пост от подписчика!

Ничто человеческое теоретикам не чуждо. Иногда они меряются не только хиршами и высокоимпактными статьями, но и элегантностью подходов и мощностью компьютеров 💻

Например, в середине осени объявлен конкурс по предсказанию экспериментальных данных по электронной дифракции на циклобутаноне, обеспечивающих пространственно-временное разрешение на атомарном масштабе ⚛️ Это серьезный вызов, поскольку необходимо квантовым образом описывать как электроны, так и ядра. Для конкурса запустили спецвыпуск Journal of Chemical Physics.

Следим за итогами и собираем команду для участия в будущем! 👨🏻‍🔬👩🏼‍🔬👨🏻‍🔬

Также теоретические группы всего мира соревнуются в предсказании кристаллических структур (CSP, CASP), растворимости (SAMPL), катализа (Open Catalyst от Meta), свойств жидкостей (IFPSC).

А вот и пост от второго победителя конкурса!

Правила Вудворда-Хоффманна были предложены в 1965 году для предсказания стереохимии перициклических реакций. В 1969 Роалд Хоффманн и Роберт Вудворд в одной из работ сделали очень претенциозное заявление «Violations. There are none!». Эта фраза раззадорила интерес нескольких поколений химиков, пытавшихся (и подчас весьма успешно), найти исключения из правил ВХ.
Эта статья представляет собой взгляд с высоты времени на перициклические реакции и исключения из правил ВХ. В ней приводится детальный исторический обзор развития теории перициклических реакций, повторный расчет простейших систем (изначально посчитанных Хоффманном на уровне eHT) с помощью современных теоретических методов, а также рационализация способов, позволяющих нарушить правила ВХ.
Интересно, что один из авторов - сам Роалд Хоффманн, который предоставил доступ к своим лаб. журналам 60х годов. Также он приводит свои мысли относительно развития теоретической химии в будущем.

"A 21st Century View of Allowed and Forbidden Electrocyclic Reactions"
J. Org. Chem. 2024, 89, 2, 1018–1034
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.joc.3c02103

Статья в open access, очень советую читать pdf, а не онлайн версию на сайте (качество рендера и шкалирование для телефона оставляет желать лучшего).
Приятного чтения и с прошедшими праздниками!

Форумы — это умирающий, но всё же неиссякаемый источник знаний по любой теме. И эти знания даже периодически обновляются.

Давеча, на на Кемпорте появилось интересное сообщение от участника под ником Jeffry (картинка к посту) с прелюбопытнейшим контентом, а именно переводом на русский язык обзора 2001-го года, посвящённого химической кинетике.
Оригинальная статья:

"Isokinetic Relationship, Isoequilibrium Relationship, and Enthalpy−Entropy Compensation"
Chem. Rev. 2001, 101, 3, 673–696
https://doi.org/10.1021/cr990416z

А пост с сообщением доступен по следующей ссылке.

Pump-probe спектроскопия, или спектроскопия накачки-зондирования (бррр), это основа всея фемто- и аттохимии. Первый короткий лазерный импульс (pump или накачка), кхм..., возбуждает молекулярную систему, порождая короткоживущие интермедиаты, а второй (probe или зондирование) — превращает недетектируемые интермедиаты во что-то детектируемое. Варьируя задержку между лазерными импульсами мы можем измерять кинетику на жутко коротких временных диапазонах, порядка 1 фемтосекунды (1e-15 секунд). Для сравнения, это относится к 1 секунде так же, как 1 секунда относится ко всему времени жизни Вселенной (13,75 ± 0,13 миллиардов лет).

И вот в журнале Photochem вышла свежая огромная статья (на 54 страницы!), в которой описываются, как говорится, "от печки" кинетика pump-probe спектроскопии, фундаментальные основы фиттинга данных (включая регуляризацию), и всякие полезные аспекты работы с экспериментальными наблюдаемыми в подобных экспериментах.

Итак, статья:
"Inverse Problems in Pump–Probe Spectroscopy."
Photochem 2024, 4, 57-110.
DOI: 10.3390/photochem4010005

Приятного прочтения!

P.S. Как уже многим стало понятно, это была очередная минутка саморекламы. Извините.😅 Но статья и правда хорошая, в ней всё разжевано до мельчайших деталей.

Чем больше, тем лучше, это мы все знаем. Это конечно же про вес и заряд атома.

К сожалению, чем ниже мы спускаемся по таблице Менделеева, тем сложнее становятся квантово-химическое вычисления свойств элементов, ибо вступают в игру релятивизм и всякая квантовая электродинамика. И как же хорошо, что недавно вышел большой обзор от мэтра квантово-химических расчётов свойств сверхтяжёлых элементов, Питера Швардтфегера, кой объясняет что и как нужно считать.

Собственно, статья:
"Pushing the limits of the periodic table — A review on atomic relativistic electronic structure theory and calculations for the superheavy elements"
O.R. Smits, P. Indelicato, W. Nazarewicz, M. Piibeleht, P. Schwerdtfeger
Physics Reports 1035 (2023) 1–5
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2023.09.004

Приятного прочтения!

Нельзя не поделиться.
Оригинальный пост тут, статья же тут.

Это быстро! Сверхбыстрая динамика многоатомных катион-радикалов вносит вклад во многие важные процессы. Исследование подобной динамики в газовой фазе является сложной задачей из-за быстрой диссоциации этих радикалов, следующей за ионизацией. В нижеприведённой концептуальной статье, читателю представляется как техника накачки-зондирования (pump-probe) фемтосекундной времяразрешённой масс-спектроскопии (FTRMS) может преодолеть эти ограничения, чтобы запечатлить когерентную динамику на фемтосекундных временах в многоатомных катион-радикалах, и как она открывает возможности для анализа путей диссоциации подобных частиц.

А вот и сама статья:
Coherent Vibrational and Dissociation Dynamics of Polyatomic Radical Cations
K. Moore Tibbetts,
Chem. Eur. J. 2019, 25, 8431.
DOI: https://doi.org/10.1002/chem.201900363

Приятного прочтения!

Дорогие друзья, в последний раз напоминаю, что у нас начался новый коллективный научный проект, связанный с предсказанием и анализом масс-спектров. Подробности можно почитать в тексте по этой ссылке.

Мы ищем:
1. людей, кто умеет писать связанные и читаемые научные статьи на английском,
2. людей, способных в кодинг, чтобы улучшить уже существующий код, или допилить к нему GUI,
3. людей с имеющимися экспериментальными данными по масс-спектрометрии, или имеющих доступ к приборам и простеньким веществам,
4. людей, желающих поковыряться в статьях и на NIST Chemistry WebBook, и повносить результаты в базу данных по строгому лекалу,
5. людей, имеющих доступ к вычислительным кластерам, которые способны посчитать экспериментально недоступные масс-спектры по пайплайну xtb→crest→qcxms+dissmd.

На выходе хотим сделать простенькую статейку в какой-нибудь из масс-спектроскопических журналов.То, что уже наработано можно почитать в приложенном PDF-файле, а код доступен по ссылке на ГитЛабе:
https://gitlab.com/madschumacher/toxicmasssceptic

Так что, присоединяйтесь :)

Если ваша конференция не похожа на эту, даже не пытайтесь меня приглашать...

Видео с 9th Topical Conference on "Ultrafast Photonics and Quantum Science".
Автор видео: Dr. Diksha Garg.

Сегодня у нас будет день удивительной и почти математической викторины.
По мотивам мытарств с квантово-химическим пакетом ORCA одного из наших периодических авторов.

Есть нода с большим количеством памяти (скажем 4Тб RAM), на ней аллоцировано 3.5 Тб RAM, и используется локальный диск чтоб I/O не тормозило. Мы даем в орке 32 проца по 100000 памяти.

Вопрос первый: сколько RAM потребляется:
1) 580 Гб
2) 3200 Гб
3) 3500 Гб
4) 4000 Гб

Загрузка ядер 100%, статистика из htop.
Скорость работы нас не устраивает и мы запускаем 64 ядра по 50000 памяти.

Внимание вопрос второй: сколько памяти потребляет задача сейчас:
1) 90% от прошлого
2) 100% от прошлого
3) 200% от прошлого
4) предельное количество

Внимание вопрос третий: сколько времени занимают те же самые операции что и в первый раз?
1) в 2 раза быстрее
2) столько же
3) в 2 раза медленнее
4) оно не работает

Чтобы узнать правильные ответы, пройдите тест по следующей ссылке:
https://forms.gle/Q64uNUG1TnCkxB9x8

P.S. картинка к посту взята отсюда.

Шли к успеху... и пришли!

С огромным удовольствием объявляю, что первый научный проект нашей группы "Теоретическая химия" выполнен.
В июле прошлого (2023) года, по мотивам ржачного поста в группе abstractные картиночки, в нашей группе был запущен проект, в котором мы предлагали всему честному народу промоделировать весьма необычную каталитическую реакцию преобразования фенилнитрилоксида (PhCNO) в фенилизоцианат (PhNCO) с диоксидом серы в качестве катализатора. К нашей изначальной команде двух задолбанных постдоков присоединилось ещё 19 человек из разных стран (Россия, Германия, Армения) с абсолютно разными бэкграундами. В результате интенсивной командной работы, мы смогли сделать статью, которую послали сначала в один журнал, а после отказа в другой. И в итоге, наконец, статью приняли.

Поэтому представляем наш предварительно опубликованный результат:
"From Humorous Post to Detailed Quantum-Chemical Study: Isocyanate Synthesis Revisited"
Phys. Chem. Chem. Phys., 2024, Accepted Manuscript
DOI: 10.1039/D3CP04654K

Статья получилась длинная, насыщенная и интерсная. Помимо того, что мы нашли очень странный и необычный механизм этой реакции, мы оценили влияние растворителя на скорость реакции, предположили альтернативные и более эффективные неорганические катализаторы, работающие по тому же принципу (сюрприз-сюрприз, это SO3 и SeO2), не нашли никакой органики, работающей по тому же принципу, рассмотрели схожий класс органических реакции, ну и, конечно же, посмотрели на влияние заместителей на скорости реакции.

Всё это наше великолепие можно почитать в открытом доступе на ChemRxiv-е (DOI: 10.26434/chemrxiv-2023-02n4r-v2).

Приятного прочтения, а мы пошли открывать шампанское.

В этой статье идёт разговор о симметрии в нашем повседневном мире и на уровне отдельных атомов. Эти знания помогут заглянуть в мир кристаллов (и даже квазикристаллов!). Здесь будут картинки, анимашки и немного школьной математики.

https://habr.com/ru/articles/796109/

Просто иллюстрация оси симметрии C3 из статьи
https://habr.com/ru/articles/796109/