— కొత్త మెటీరియల్స్ యొక్క కంప్యూటర్ డిజైన్‌ను అర్థం చేసుకుందాం. అన్నింటిలో మొదటిది, ఇది ఏమిటి? జ్ఞానం యొక్క ప్రాంతం? ఆలోచన మరియు ఈ విధానం ఎప్పుడు పుడుతుంది?
- ఈ ప్రాంతం చాలా కొత్తది, ఇది కొన్ని సంవత్సరాల వయస్సు మాత్రమే. కొత్త పదార్థాల కంప్యూటర్ రూపకల్పన అనేక దశాబ్దాలుగా పరిశోధకులు, సాంకేతిక నిపుణులు మరియు ప్రాథమిక శాస్త్రవేత్తల కల. ఎందుకంటే మీకు అవసరమైన లక్షణాలతో కొత్త మెటీరియల్‌ని కనుగొనే ప్రక్రియ సాధారణంగా అనేక సంవత్సరాలు లేదా మొత్తం ఇన్‌స్టిట్యూట్‌లు మరియు ప్రయోగశాలల ద్వారా దశాబ్దాల పాటు పని చేస్తుంది. ఇది చాలా ఖరీదైన ప్రక్రియ మరియు మీరు చివరికి నిరాశ చెందవచ్చు. అంటే, మీరు ఎల్లప్పుడూ అలాంటి పదార్థాన్ని కనిపెట్టలేరు. కానీ మీరు విజయం సాధించినప్పుడు కూడా, విజయానికి కొన్ని సంవత్సరాల పని అవసరం కావచ్చు. ఇది ఇప్పుడు మాకు సరిపోదు; మేము వీలైనంత త్వరగా కొత్త పదార్థాలు, కొత్త సాంకేతికతలను కనుగొనాలనుకుంటున్నాము.
— మీరు కనిపెట్టలేని లేదా కనిపెట్టలేని పదార్థానికి ఉదాహరణ ఇవ్వగలరా?
- అవును ఖచ్చితంగా. ఉదాహరణకు, అనేక దశాబ్దాలుగా ప్రజలు వజ్రం కంటే కఠినమైన పదార్థంతో ముందుకు రావడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఈ అంశంపై వందల కొద్దీ ప్రచురణలు వచ్చాయి. వాటిలో కొన్నింటిలో, ప్రజలు వజ్రం కంటే గట్టి పదార్థం కనుగొనబడిందని పేర్కొన్నారు, కానీ అనివార్యంగా, కొంత సమయం తర్వాత (సాధారణంగా చాలా ఎక్కువ కాదు), ఈ వాదనలు తిరస్కరించబడ్డాయి మరియు అది భ్రమ అని తేలింది. ఇప్పటివరకు, అటువంటి పదార్థం కనుగొనబడలేదు మరియు ఎందుకు అనేది పూర్తిగా స్పష్టంగా ఉంది. మా పద్ధతులను ఉపయోగించి, ఇది ప్రాథమికంగా అసాధ్యమని మేము చూపించగలిగాము, కాబట్టి సమయాన్ని వృథా చేయడంలో కూడా ఎటువంటి ప్రయోజనం లేదు.
- మరియు మీరు సరళంగా వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తే, ఎందుకు కాదు?
- కాఠిన్యం వంటి ఆస్తి ఏదైనా పదార్థానికి పరిమిత పరిమితిని కలిగి ఉంటుంది. మనం తీసుకోగల అన్ని పదార్థాలను తీసుకుంటే, ఒక రకమైన గ్లోబల్ అప్పర్ లిమిట్ ఉందని తేలింది. ఈ ఎగువ పరిమితి వజ్రానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. వజ్రం ఎందుకు? ఈ నిర్మాణంలో అనేక పరిస్థితులు ఏకకాలంలో కలుసుకున్నందున: చాలా బలమైన రసాయన బంధాలు, ఈ రసాయన బంధాల యొక్క అధిక సాంద్రత మరియు అవి అంతరిక్షంలో సమానంగా పంపిణీ చేయబడతాయి. ఇతర దిశల కంటే చాలా కష్టంగా ఉండే ఏదీ లేదు, ఇది అన్ని దిశలలో చాలా కఠినమైన పదార్థం. అదే గ్రాఫైట్, ఉదాహరణకు, డైమండ్ కంటే బలమైన బంధాలను కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఈ బంధాలన్నీ ఒకే విమానంలో ఉన్నాయి మరియు చాలా బలహీనమైన బంధాలు విమానాల మధ్య సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు ఈ బలహీనమైన దిశ మొత్తం క్రిస్టల్‌ను మృదువుగా చేస్తుంది.
— ఈ పద్ధతి ఎలా అభివృద్ధి చెందింది మరియు శాస్త్రవేత్తలు దానిని ఎలా మెరుగుపరచడానికి ప్రయత్నించారు?
- గొప్ప ఎడిసన్, నా అభిప్రాయం ప్రకారం, ప్రకాశించే లైట్ బల్బ్ యొక్క అతని ఆవిష్కరణకు సంబంధించి ఇలా అన్నాడు: "నేను పదివేల సార్లు విఫలం కాలేదు, కానీ పని చేయని పది వేల మార్గాలను మాత్రమే కనుగొన్నాను." ఇది కొత్త పదార్థాల కోసం శోధించే సాంప్రదాయ శైలి, దీనిని శాస్త్రీయ సాహిత్యంలో ఎడిసోనియన్ అని పిలుస్తారు. మరియు, వాస్తవానికి, ప్రజలు ఎల్లప్పుడూ ఈ పద్ధతి నుండి దూరంగా వెళ్లాలని కోరుకున్నారు, ఎందుకంటే దీనికి అరుదైన ఎడిసోనియన్ అదృష్టం మరియు ఎడిసోనియన్ సహనం అవసరం. మరియు చాలా సమయం, అలాగే డబ్బు. ఈ పద్ధతి చాలా శాస్త్రీయమైనది కాదు, ఇది శాస్త్రీయమైన "పోక్". మరియు ప్రజలు ఎల్లప్పుడూ దీని నుండి దూరంగా ఉండాలని కోరుకున్నారు. కంప్యూటర్లు తలెత్తినప్పుడు మరియు అవి ఎక్కువ లేదా తక్కువ సంక్లిష్ట సమస్యలను పరిష్కరించడం ప్రారంభించినప్పుడు, ప్రశ్న వెంటనే తలెత్తింది: “వివిధ పరిస్థితులు, ఉష్ణోగ్రతలు, ఒత్తిళ్లు, రసాయన పొటెన్షియల్‌లు, రసాయన కూర్పుల కలయికలను కంప్యూటర్‌లో చేయడానికి బదులుగా కంప్యూటర్‌లో క్రమబద్ధీకరించడం సాధ్యమేనా? ప్రయోగశాల?" మొదట్లో చాలా ఆశలు పెట్టుకున్నారు. ప్రజలు దీనిని కొంచెం ఆశావాదంగా మరియు ఉల్లాసంగా చూశారు, కాని త్వరలోనే ఈ కలలన్నీ రోజువారీ జీవితంలో చెదిరిపోయాయి. ప్రజలు సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రయత్నించిన పద్ధతులతో, సూత్రప్రాయంగా ఏమీ సాధించలేరు.
- ఎందుకు?
- ఎందుకంటే ఒక స్ఫటికం యొక్క నిర్మాణంలో అణువుల యొక్క వివిధ అమరికల కోసం అనంతమైన అనేక ఎంపికలు ఉన్నాయి మరియు వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి పూర్తిగా భిన్నమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్ ఒకే పదార్ధం, కానీ నిర్మాణం భిన్నంగా ఉన్నందున, వాటి లక్షణాలు తీవ్రంగా భిన్నంగా ఉంటాయి. కాబట్టి డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్ రెండింటికీ భిన్నమైన అనంతమైన విభిన్న ఎంపికలు ఉండవచ్చు. మీరు ఎక్కడ ప్రారంభిస్తారు? ఎక్కడ ఆగుతారు? ఇది ఎంతకాలం కొనసాగుతుంది? మరియు మీరు రసాయన కూర్పు యొక్క వేరియబుల్‌ను కూడా పరిచయం చేస్తే, మీరు అనంతమైన వివిధ రసాయన కూర్పులతో కూడా రావచ్చు మరియు పని భరించలేనంత కష్టం అవుతుంది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి సాంప్రదాయ, ప్రామాణిక పద్ధతులు ఖచ్చితంగా ఏమీ దారితీయవని చాలా త్వరగా ప్రజలు గ్రహించారు. ఈ నిరాశావాదం 60 ల నుండి ప్రజలు ఆదరించిన మొదటి ఆశలను పూర్తిగా పాతిపెట్టింది.
— కంప్యూటర్ డిజైన్ ఇప్పటికీ ఒక దృశ్యమానమైన విషయంగా భావించబడుతోంది లేదా కనీసం భావించబడుతుంది. నేను అర్థం చేసుకున్నట్లుగా, 60, 70 లేదా 80 లలో ఈ నిర్ణయం దృశ్యమానమైనది కాదు, కానీ గణితశాస్త్రం, అంటే ఇది వేగవంతమైన గణన, గణన.
— మీరు అర్థం చేసుకున్నట్లుగా, మీరు కంప్యూటర్‌లో నంబర్‌లను పొందినప్పుడు, మీరు వాటిని ఎల్లప్పుడూ దృశ్యమానం చేయవచ్చు, కానీ అంతే కాదు.
- సాధారణంగా, ఇది దీన్ని చేయడానికి సాంకేతికత యొక్క సంసిద్ధతకు సంబంధించిన ప్రశ్న మాత్రమే.
- అవును. సంఖ్యా గణన ప్రాథమికమైనది, ఎందుకంటే సంఖ్యల నుండి మీరు ఎల్లప్పుడూ చిత్రాన్ని రూపొందించవచ్చు మరియు చిత్రం నుండి సంఖ్యలు కూడా చాలా ఖచ్చితమైనవి కానప్పటికీ. 80ల మధ్య నుండి 90ల మధ్య వరకు అనేక ప్రసిద్ధ ప్రచురణలు మా రంగంలో చివరకు నిరాశావాదాన్ని ప్రేరేపించాయి. ఉదాహరణకు, గ్రాఫైట్ లేదా మంచు వంటి సాధారణ పదార్ధాలను కూడా అంచనా వేయడం అసాధ్యం అని ఒక అద్భుతమైన ప్రచురణ ఉంది. లేదా “అరే క్రిస్టల్ స్ట్రక్చర్స్ ప్రిడిక్టబుల్” అనే కథనం ఉంది మరియు ఆ వ్యాసంలోని మొదటి పదం “లేదు”.
- "ఊహించదగినది" అంటే ఏమిటి?
- క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని అంచనా వేసే పని కొత్త పదార్థాల రూపకల్పన యొక్క మొత్తం రంగంలో ప్రధాన అంశం. నిర్మాణం ఒక పదార్ధం యొక్క లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది కాబట్టి, కావలసిన లక్షణాలతో పదార్థాన్ని అంచనా వేయడానికి, కూర్పు మరియు నిర్మాణాన్ని అంచనా వేయడం అవసరం. క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని అంచనా వేసే సమస్యను ఈ క్రింది విధంగా రూపొందించవచ్చు: మేము రసాయన కూర్పును పేర్కొన్నామని అనుకుందాం, అది స్థిరంగా ఉందని అనుకుందాం, ఉదాహరణకు కార్బన్. ఇచ్చిన పరిస్థితులలో కార్బన్ యొక్క అత్యంత స్థిరమైన రూపం ఏది? సాధారణ పరిస్థితుల్లో, మాకు సమాధానం తెలుసు - ఇది గ్రాఫైట్ అవుతుంది; అధిక ఒత్తిడిలో మనకు సమాధానం కూడా తెలుసు - ఇది వజ్రం. కానీ మీకు దీన్ని అందించగల అల్గోరిథం సృష్టించడం చాలా కష్టమైన పని. లేదా మీరు సమస్యను వేరే విధంగా రూపొందించవచ్చు. ఉదాహరణకు, అదే కార్బన్ కోసం: ఈ రసాయన కూర్పుకు అనుగుణంగా కష్టతరమైన నిర్మాణం ఏది? ఇది వజ్రంగా మారుతుంది. ఇప్పుడు మరొక ప్రశ్న అడుగుదాం: ఏది దట్టమైనది? ఇది కూడా వజ్రమే అని తెలుస్తోంది, కానీ అది కాదు. వజ్రం కంటే దట్టమైన కార్బన్ రూపాన్ని కనీసం కంప్యూటర్‌లోనైనా కనుగొనవచ్చు మరియు సూత్రప్రాయంగా దానిని సంశ్లేషణ చేయవచ్చు. అంతేకాకుండా, ఇటువంటి అనేక ఊహాజనిత రూపాలు ఉన్నాయి.
- అయినాకాని?
- అయినాకాని. కానీ వజ్రం కంటే కష్టం ఏదీ లేదు. ఇలాంటి ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వడం ఇటీవలే ప్రజలు నేర్చుకున్నారు. ఇటీవల, అల్గోరిథంలు కనిపించాయి, దీన్ని చేయగల ప్రోగ్రామ్‌లు కనిపించాయి. ఈ సందర్భంలో, వాస్తవానికి, ఈ పరిశోధన యొక్క మొత్తం ప్రాంతం 2006 లో మా పనితో అనుసంధానించబడింది. దీని తరువాత, అనేక ఇతర పరిశోధకులు కూడా ఈ సమస్యను అధ్యయనం చేయడం ప్రారంభించారు. సాధారణంగా, మేము ఇప్పటికీ అరచేతిని కోల్పోము మరియు మరింత కొత్త పద్ధతులు, కొత్త మరియు కొత్త పదార్థాలతో ముందుకు వస్తాము.
- "మనం ఎవరం?
— ఇది నేను మరియు నా విద్యార్థులు, గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులు మరియు పరిశోధన సహాయకులు.
— స్పష్టంగా చెప్పాలంటే, “మేము” చాలా పాలీసెమాంటిక్, ఈ సందర్భంలో పాలీసెమాంటిక్, ఇది వివిధ మార్గాల్లో గ్రహించబడుతుంది. ఇంత విప్లవం ఏమిటి?
"వాస్తవం ఏమిటంటే, ఈ సమస్య అనంతమైన సంక్లిష్టమైన కాంబినేటోరియల్ సమస్యతో ముడిపడి ఉందని ప్రజలు గ్రహించారు, అంటే, మీరు ఉత్తమమైనదాన్ని ఎంచుకోవాల్సిన ఎంపికల సంఖ్య అనంతం. ఈ సమస్యను ఎలా పరిష్కరించవచ్చు? అవకాశమే లేదు. మీరు ఆమెను సంప్రదించలేరు మరియు సుఖంగా ఉండలేరు. కానీ మేము ఈ సమస్యను చాలా సమర్థవంతంగా పరిష్కరించగల మార్గాన్ని కనుగొన్నాము - పరిణామం ఆధారంగా ఒక పద్ధతి. ప్రారంభంలో బలహీనమైన పరిష్కారాల నుండి, వరుస మెరుగుదల పద్ధతి ద్వారా, మేము మరింత ఖచ్చితమైన పరిష్కారాలకు వచ్చినప్పుడు, ఇది వరుస ఉజ్జాయింపుల పద్ధతి అని ఒకరు చెప్పవచ్చు. ఇది కృత్రిమ మేధస్సు యొక్క పద్ధతి అని మనం చెప్పగలం. కృత్రిమ మేధస్సు, అనేక ఊహలను చేస్తుంది, వాటిలో కొన్నింటిని తిరస్కరిస్తుంది మరియు అత్యంత ఆమోదయోగ్యమైన, అత్యంత ఆసక్తికరమైన నిర్మాణాలు మరియు కూర్పుల నుండి మరింత ఆసక్తికరమైన వాటిని నిర్మిస్తుంది. అంటే, ఇది దాని స్వంత చరిత్ర నుండి నేర్చుకుంటుంది, అందుకే దీనిని కృత్రిమ మేధస్సు అని పిలుస్తారు.
— మీరు ఒక నిర్దిష్ట ఉదాహరణను ఉపయోగించి మీరు ఎలా కనిపెట్టారో, కొత్త మెటీరియల్‌లతో ముందుకు రావాలని నేను అర్థం చేసుకోవాలనుకుంటున్నాను.
- కార్బన్ ఉదాహరణను ఉపయోగించి దీనిని వివరించడానికి ప్రయత్నిద్దాం. మీరు కార్బన్ ఏ రూపంలో కష్టతరమైనదో అంచనా వేయాలనుకుంటున్నారు. తక్కువ సంఖ్యలో యాదృచ్ఛిక కార్బన్ నిర్మాణాలు పేర్కొనబడ్డాయి. కొన్ని నిర్మాణాలు ఫుల్లెరెన్స్ వంటి వివిక్త అణువులను కలిగి ఉంటాయి; కొన్ని నిర్మాణాలు గ్రాఫైట్ వంటి పొరలను కలిగి ఉంటాయి; కొన్ని కార్బైన్లు అని పిలవబడే కార్బన్ గొలుసులను కలిగి ఉంటాయి; కొన్ని వజ్రంలాగా త్రిమితీయంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి (కానీ వజ్రం మాత్రమే కాదు, అటువంటి నిర్మాణాలు చాలా ఉన్నాయి). మీరు మొదట ఈ రకమైన నిర్మాణాలను యాదృచ్ఛికంగా రూపొందించండి, ఆపై మీరు స్థానిక ఆప్టిమైజేషన్ లేదా మేము "రిలాక్సేషన్" అని పిలుస్తాము. అంటే, మీరు పరమాణువుపై ఫలిత శక్తి సున్నా అయ్యే వరకు, నిర్మాణంలోని అన్ని ఒత్తిళ్లు అదృశ్యమయ్యే వరకు, దాని ఆదర్శ రూపాన్ని చేరుకునే వరకు లేదా దాని ఉత్తమ స్థానిక ఆకృతిని పొందే వరకు మీరు అణువులను కదిలిస్తారు. మరియు ఈ నిర్మాణం కోసం మీరు కాఠిన్యం వంటి లక్షణాలను లెక్కించండి. ఫుల్లెరెన్స్ యొక్క గట్టిదనాన్ని చూద్దాం. బలమైన బంధాలు ఉన్నాయి, కానీ అణువు లోపల మాత్రమే. అణువులు ఒకదానికొకటి చాలా బలహీనంగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి, దీని కారణంగా కాఠిన్యం దాదాపు సున్నా. గ్రాఫైట్ను చూడండి - అదే కథ: పొర లోపల బలమైన బంధాలు, పొరల మధ్య బలహీనంగా ఉంటాయి మరియు ఫలితంగా పదార్ధం చాలా సులభంగా విచ్ఛిన్నమవుతుంది, దాని కాఠిన్యం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఫుల్లెరెన్స్ లేదా కార్బైన్లు లేదా గ్రాఫైట్ వంటి పదార్థాలు చాలా మృదువుగా ఉంటాయి మరియు మేము వాటిని వెంటనే తిరస్కరిస్తాము. మిగిలిన కార్బన్ నిర్మాణాలు త్రిమితీయంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, అవి మూడు కోణాలలో బలమైన బంధాలను కలిగి ఉంటాయి; ఈ నిర్మాణాల నుండి మేము కష్టతరమైన వాటిని ఎంచుకుంటాము మరియు కుమార్తె నిర్మాణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి వారికి అవకాశం కల్పిస్తాము. ఇది ఎలా ఉంది? మేము ఒక నిర్మాణాన్ని తీసుకుంటాము, మరొక నిర్మాణాన్ని తీసుకుంటాము, వాటి ముక్కలను కత్తిరించాము, నిర్మాణ సెట్‌లో ఉన్నట్లుగా వాటిని ఒకచోట చేర్చాము మరియు మళ్లీ విశ్రాంతి తీసుకుంటాము, అంటే, అన్ని ఉద్రిక్తతలను పోగొట్టడానికి మేము అవకాశాన్ని ఇస్తాము. ఉత్పరివర్తనలు ఉన్నాయి - ఇది తల్లిదండ్రుల నుండి సంతానం ఉత్పత్తి చేసే మరొక మార్గం. మేము కష్టతరమైన నిర్మాణాలలో ఒకదాన్ని తీసుకొని దానిని మార్చాము, ఉదాహరణకు, మేము భారీ కోత ఒత్తిడిని వర్తింపజేస్తాము, తద్వారా అక్కడ కొన్ని బంధాలు కేవలం పగిలిపోతాయి మరియు ఇతర, కొత్తవి ఏర్పడతాయి. లేదా వ్యవస్థ నుండి ఈ బలహీనతను తొలగించడానికి మేము అణువులను నిర్మాణం యొక్క బలహీనమైన దిశలలోకి మారుస్తాము. మేము ఈ విధంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన అన్ని నిర్మాణాలను సడలిస్తాము, అనగా, మేము అంతర్గత ఒత్తిళ్లను తొలగిస్తాము మరియు ఆ తర్వాత మేము మళ్లీ లక్షణాలను మూల్యాంకనం చేస్తాము. మేము కఠినమైన నిర్మాణాన్ని తీసుకున్నాము, దానిని మార్చాము మరియు అది మృదువుగా మారింది, గ్రాఫైట్‌గా మారుతుంది. మేము వెంటనే అటువంటి నిర్మాణాన్ని తొలగిస్తాము. మరియు కష్టతరమైన వాటి నుండి, మేము మళ్ళీ "పిల్లలను" ఉత్పత్తి చేస్తాము. కాబట్టి మేము దశలవారీగా, తరం తర్వాత తరం పునరావృతం చేస్తాము. మరియు త్వరగా మేము వజ్రం వద్దకు వస్తాము.
— అదే సమయంలో, మనం తిరస్కరించడం, పోల్చడం, కనెక్ట్ చేయడం మరియు నిర్మాణాన్ని మార్చడం వంటి క్షణాలు కృత్రిమ మేధస్సు ద్వారా, ప్రోగ్రామ్ ద్వారా జరుగుతుందా? మనిషి కాదా?
- ప్రోగ్రామ్ దీన్ని చేస్తుంది. మేము దీన్ని చేస్తే, మేము కాష్చెంకోలో ముగుస్తాము, ఎందుకంటే ఇది ఒక వ్యక్తి చేయవలసిన అవసరం లేని భారీ సంఖ్యలో ఆపరేషన్లు మరియు పూర్తిగా శాస్త్రీయ కారణాల వల్ల. మీరు అర్థం చేసుకున్నారు, ఒక వ్యక్తి జన్మించాడు, అతని చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం నుండి అనుభవాన్ని గ్రహిస్తాడు మరియు ఈ అనుభవంతో ఒక రకమైన పక్షపాతం వస్తుంది. మేము సుష్ట నిర్మాణాన్ని చూస్తాము - మేము ఇలా అంటాము: “ఇది మంచిది”; మేము అసమానంగా చూస్తాము - మేము ఇలా అంటాము: "ఇది చెడ్డది." కానీ ప్రకృతికి, కొన్నిసార్లు దీనికి విరుద్ధంగా జరుగుతుంది. మన పద్ధతి మానవ ఆత్మీయత మరియు పక్షపాతం లేకుండా ఉండాలి.
— మీరు వివరించిన దాని నుండి నేను సరిగ్గా అర్థం చేసుకున్నాను, సూత్రప్రాయంగా, ఈ పని ప్రాథమిక శాస్త్రం ద్వారా రూపొందించబడింది, కానీ కొన్ని సాధారణ బహుళజాతి కంపెనీ ద్వారా నిర్దేశించిన చాలా నిర్దిష్ట సమస్యలను పరిష్కరించడం ద్వారా రూపొందించబడింది? కాబట్టి మనకు కొత్త సిమెంట్ అవసరం, తద్వారా ఇది మరింత జిగటగా, దట్టంగా ఉంటుంది లేదా, దీనికి విరుద్ధంగా, మరింత ద్రవంగా ఉంటుంది.
- అస్సలు కుదరదు. వాస్తవానికి, నా విద్య ప్రాథమిక శాస్త్రం నుండి వచ్చింది; నేను ప్రాథమిక శాస్త్రాన్ని అభ్యసించాను, అనువర్తిత శాస్త్రం కాదు. నేను ఇప్పుడు అనువర్తిత సమస్యలను పరిష్కరించడంలో ఆసక్తిని కలిగి ఉన్నాను, ప్రత్యేకించి నేను కనుగొన్న మెథడాలజీ చాలా విస్తృత పరిధిలోని అత్యంత ముఖ్యమైన అనువర్తిత సమస్యలకు వర్తిస్తుంది. కానీ ప్రారంభంలో ఈ పద్ధతి ప్రాథమిక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి కనుగొనబడింది.
- ఏ రకమైన?
- నేను చాలా కాలంగా ఫిజిక్స్ మరియు హై-ప్రెజర్ కెమిస్ట్రీ చదువుతున్నాను. ప్రయోగాత్మకంగా అనేక ఆసక్తికరమైన ఆవిష్కరణలు జరిగిన ప్రాంతం ఇది. కానీ ప్రయోగాలు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి మరియు చాలా తరచుగా ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు కాలక్రమేణా తప్పుగా మారుతాయి. ప్రయోగాలు ఖరీదైనవి మరియు శ్రమతో కూడుకున్నవి.
- ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి.
- ఉదాహరణకు, చాలా కాలం పాటు సోవియట్ మరియు అమెరికన్ శాస్త్రవేత్తల మధ్య రేసు ఉంది: ఒత్తిడిలో మొదటి మెటాలిక్ హైడ్రోజన్‌ను ఎవరు పొందుతారు. ఉదాహరణకు, ఒత్తిడిలో ఉన్న అనేక సాధారణ అంశాలు పరివర్తన లోహంగా మారాయి (ఇది అటువంటి రసవాద పరివర్తన). ఉదాహరణకు, మీరు పొటాషియం తీసుకుంటారు: పొటాషియం దాని వాలెన్స్ షెల్‌పై ఒకే ఒక s-ఎలక్ట్రాన్‌ను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఒత్తిడిలో అది d-మూలకం అవుతుంది; s కక్ష్య ఖాళీ చేయబడుతుంది మరియు ఖాళీ చేయని d కక్ష్య ఆ ఒక్క ఎలక్ట్రాన్ చేత ఆక్రమించబడుతుంది. మరియు ఇది చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే పొటాషియం, ఒక పరివర్తన మెటల్గా మారడం, అప్పుడు ప్రవేశించడానికి అవకాశం పొందుతుంది, ఉదాహరణకు, ద్రవ ఇనుము. ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది? ఎందుకంటే చిన్న పరిమాణంలో పొటాషియం భూమి యొక్క కోర్లో భాగమని మరియు అక్కడ వేడికి మూలం అని ఇప్పుడు మేము నమ్ముతున్నాము. వాస్తవం ఏమిటంటే, పొటాషియం (రేడియోయాక్టివ్ పొటాషియం -40) యొక్క ఐసోటోపులలో ఒకటి నేడు భూమిపై వేడిని ఉత్పత్తి చేసే ప్రధాన ఉత్పత్తిదారులలో ఒకటి. పొటాషియం భూమి యొక్క కోర్‌లోకి ప్రవేశించకపోతే, భూమిపై జీవుల వయస్సు, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క వయస్సు, భూమి యొక్క కోర్ చరిత్ర మరియు అనేక ఇతర ఆసక్తికరమైన విషయాలపై మన అవగాహనను పూర్తిగా మార్చుకోవాలి. ఇక్కడ రసవాద పరివర్తన ఉంది - s-మూలకాలు d-మూలకాలుగా మారతాయి. అధిక పీడనాల వద్ద, మీరు పదార్థాన్ని కుదించినప్పుడు, మీరు కుదింపుపై ఖర్చు చేసే శక్తి త్వరగా లేదా తరువాత రసాయన బంధాల శక్తిని మరియు అణువులలోని ఇంటర్‌ఆర్బిటల్ పరివర్తనాల శక్తిని మించిపోతుంది. మరియు దీనికి ధన్యవాదాలు, మీరు అణువు యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని మరియు మీ పదార్ధంలో రసాయన బంధం యొక్క రకాన్ని సమూలంగా మార్చవచ్చు. పూర్తిగా కొత్త రకాల పదార్థాలు తలెత్తవచ్చు. మరియు ప్రామాణిక రసాయన అంతర్ దృష్టి అటువంటి సందర్భాలలో పనిచేయదు, అంటే, కెమిస్ట్రీ పాఠాలలో పాఠశాల నుండి మనం నేర్చుకునే ఆ నియమాలు, ఒత్తిడి తగినంత పెద్ద విలువలకు చేరుకున్నప్పుడు అవి నరకానికి వెళ్తాయి. మా పద్ధతిని ఉపయోగించి ఎలాంటి విషయాలు అంచనా వేయబడి, ఆపై ప్రయోగాత్మకంగా నిరూపించబడ్డాయో నేను మీకు చెప్పగలను. ఈ పద్ధతి కనిపించినప్పుడు, ఇది అందరికీ షాక్ ఇచ్చింది. అత్యంత ఆసక్తికరమైన రచనలలో ఒకటి సోడియం మూలకానికి సంబంధించినది. సోడియం సుమారు 2 మిలియన్ వాతావరణాల పీడనానికి కుదించబడితే (మార్గం ద్వారా, భూమి మధ్యలో ఉన్న పీడనం దాదాపు 4 మిలియన్ వాతావరణాలు, మరియు అలాంటి పీడనాలను ప్రయోగాత్మకంగా పొందవచ్చు), అది ఇకపై లోహంగా ఉండదని మేము అంచనా వేసాము. , కానీ ఒక విద్యుద్వాహకము, అంతేకాకుండా, పారదర్శక మరియు ఎరుపు రంగులు. మేము ఈ అంచనా వేసినప్పుడు, ఎవరూ నమ్మలేదు. మేము ఈ ఫలితాలను పంపిన నేచర్ జర్నల్, ఈ కథనాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడానికి కూడా నిరాకరించింది; దానిని నమ్మడం అసాధ్యం అని వారు చెప్పారు. నేను మిఖాయిల్ ఎరెమెట్స్ సమూహం నుండి ప్రయోగాత్మకులను సంప్రదించాను, అతను దీన్ని నమ్మడం అసాధ్యమని కూడా నాకు చెప్పాడు, కానీ గౌరవంగా వారు ఇప్పటికీ అలాంటి ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడానికి ప్రయత్నిస్తారు. మరియు ఈ ప్రయోగం మా అంచనాలను పూర్తిగా ధృవీకరించింది. మూలకం బోరాన్ యొక్క కొత్త దశ యొక్క నిర్మాణం అంచనా వేయబడింది - ఈ మూలకం కోసం కష్టతరమైన నిర్మాణం, మానవజాతికి తెలిసిన కష్టతరమైన పదార్ధాలలో ఒకటి. మరియు వేర్వేరు బోరాన్ అణువులకు వేర్వేరు విద్యుత్ ఛార్జీలు ఉన్నాయని తేలింది, అనగా అవి అకస్మాత్తుగా భిన్నంగా మారతాయి: కొన్ని సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడతాయి, కొన్ని ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడతాయి. ఈ వ్యాసం కేవలం మూడు సంవత్సరాలలో దాదాపు 200 సార్లు ఉదహరించబడింది.
- ఇది ప్రాథమిక పని అని మీరు చెప్పారు. లేదా మీరు మొదట ప్రాథమిక సమస్యలను పరిష్కరిస్తారా మరియు ఇటీవల కొన్ని ఆచరణాత్మక సమస్యలను పరిష్కరిస్తారా? సోడియం కథ. దేనికోసం? అంటే, మీరు కూర్చుని కూర్చుని ఏమి తీసుకోవాలో ఆలోచించారు - నేను సోడియం తీసుకుంటాను, బహుశా దానిని 2 మిలియన్ వాతావరణంలోకి కుదిస్తాను?
- ఖచ్చితంగా ఆ విధంగా కాదు. మూలకాల రసాయన శాస్త్రాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి అధిక పీడనం కింద మూలకాల ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి నేను గ్రాంట్‌ని అందుకున్నాను. అధిక పీడనంలో ఉన్న ప్రయోగాత్మక డేటా ఇప్పటికీ చాలా ఫ్రాగ్మెంటరీగా ఉంది మరియు ఒత్తిడిలో మూలకాలు మరియు వాటి కెమిస్ట్రీ ఎలా మారుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి మేము మొత్తం ఆవర్తన పట్టికను ఎక్కువ లేదా తక్కువ దువ్వాలని నిర్ణయించుకున్నాము. మేము అనేక కథనాలను ప్రచురించాము, ప్రత్యేకించి, ఒత్తిడిలో ఆక్సిజన్‌లో సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క స్వభావం, ఎందుకంటే ఒత్తిడిలో ఆక్సిజన్ సూపర్ కండక్టర్ అవుతుంది. అనేక ఇతర మూలకాల కోసం: ఆల్కలీన్ ఎలిమెంట్స్ లేదా ఆల్కలీన్ ఎర్త్ ఎలిమెంట్స్ మరియు మొదలైనవి. కానీ చాలా ఆసక్తికరమైన విషయం, బహుశా, సోడియం మరియు బోరాన్లలో కొత్త దృగ్విషయాలను కనుగొనడం. ఈ రెండు అంశాలు బహుశా మమ్మల్ని చాలా ఆశ్చర్యపరిచాయి. మేము ఈ విధంగా ప్రారంభించాము. ఇప్పుడు మేము ఆచరణాత్మక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ముందుకు వచ్చాము; మేము ఇంటెల్, శామ్‌సంగ్, ఫుజిట్సు, టయోటా, సోనీ వంటి కంపెనీలతో సహకరిస్తాము. టొయోటా, నాకు తెలిసినంతవరకు, ఇటీవల మా పద్ధతిని ఉపయోగించి లిథియం బ్యాటరీల కోసం కొత్త మెటీరియల్‌ను కనిపెట్టింది మరియు ఈ మెటీరియల్‌ను మార్కెట్లోకి విడుదల చేయబోతోంది.
— వారు మీ పద్ధతిని తీసుకున్నారు, పదార్థాల కోసం శోధించే సాంకేతికతను తీసుకున్నారు, కానీ మీరు కాదా?
- అవును ఖచ్చితంగా. మనల్ని మనం భారంగా విధించుకోము, కానీ పరిశోధకులందరికీ సహాయం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తాము. మా ప్రోగ్రామ్ దీన్ని ఉపయోగించాలనుకునే ఎవరికైనా అందుబాటులో ఉంటుంది. ప్రోగ్రామ్‌ను ఉపయోగించుకునే హక్కు కోసం కంపెనీలు ఏదైనా చెల్లించాలి. మరియు అకడమిక్ సైన్స్‌లో పనిచేసే శాస్త్రవేత్తలు దీన్ని మా వెబ్‌సైట్ నుండి డౌన్‌లోడ్ చేయడం ద్వారా ఉచితంగా స్వీకరిస్తారు. మా ప్రోగ్రామ్ ఇప్పటికే ప్రపంచవ్యాప్తంగా దాదాపు 2 వేల మంది వినియోగదారులను కలిగి ఉంది. మరియు మా వినియోగదారులు ఏదైనా మంచిని సాధించడం చూసినప్పుడు నేను చాలా సంతోషంగా ఉన్నాను. నా గుంపు మరియు నాకు మా స్వంత ఆవిష్కరణలు, మా స్వంత రచనలు, మా స్వంత అంతర్దృష్టులు తగినంత కంటే ఎక్కువ ఉన్నాయి. అదే విషయాన్ని ఇతర సమూహాలలో చూసినప్పుడు, అది మనకు సంతోషాన్ని మాత్రమే కలిగిస్తుంది.
రష్యన్ న్యూస్ సర్వీస్ రేడియోలో పోస్ట్‌నౌకా రేడియో ప్రసారం ఆధారంగా పదార్థం తయారు చేయబడింది.
అత్యంత స్థిరమైన నిర్మాణం కోసం శోధన యొక్క సారాంశం అత్యల్ప శక్తిని కలిగి ఉన్న పదార్థం యొక్క స్థితిని లెక్కించడానికి వస్తుంది. ఈ సందర్భంలో శక్తి అధ్యయనంలో ఉన్న క్రిస్టల్‌ను తయారు చేసే అణువుల న్యూక్లియైలు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల విద్యుదయస్కాంత పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సరళీకృత ష్రోడింగర్ సమీకరణం ఆధారంగా క్వాంటం మెకానికల్ గణనలను ఉపయోగించి దీనిని అంచనా వేయవచ్చు. USPEX అల్గోరిథం ఈ విధంగా ఉపయోగిస్తుంది సాంద్రత ఫంక్షనల్ సిద్ధాంతం, ఇది గత శతాబ్దం రెండవ భాగంలో అభివృద్ధి చెందింది. అణువులు మరియు స్ఫటికాల ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం యొక్క గణనలను సరళీకృతం చేయడం దీని ప్రధాన ఉద్దేశ్యం. అనేక-ఎలక్ట్రాన్ వేవ్ ఫంక్షన్‌ను ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రతతో భర్తీ చేయడాన్ని సిద్ధాంతం సాధ్యం చేస్తుంది, అయితే అధికారికంగా ఖచ్చితమైనది (కానీ వాస్తవానికి, ఉజ్జాయింపులు అనివార్యం). ఆచరణలో, ఇది గణనల సంక్లిష్టతలో తగ్గింపుకు దారితీస్తుంది మరియు పర్యవసానంగా, వాటిపై గడిపిన సమయం. అందువలన, క్వాంటం మెకానికల్ లెక్కలు USPEX (Fig. 2)లోని పరిణామ అల్గోరిథంతో కలిపి ఉంటాయి. పరిణామ అల్గోరిథం ఎలా పని చేస్తుంది?
మీరు బ్రూట్ ఫోర్స్ ద్వారా అత్యల్ప శక్తితో నిర్మాణాల కోసం శోధించవచ్చు: యాదృచ్ఛికంగా ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా అణువులను ఉంచడం మరియు అటువంటి ప్రతి స్థితిని విశ్లేషించడం. కానీ ఎంపికల సంఖ్య భారీగా ఉన్నందున (కేవలం 10 పరమాణువులు ఉన్నప్పటికీ, ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా వాటి అమరికకు దాదాపు 100 బిలియన్ల అవకాశాలు ఉంటాయి), గణనకు చాలా సమయం పడుతుంది. అందువల్ల, శాస్త్రవేత్తలు మరింత మోసపూరిత పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసిన తర్వాత మాత్రమే విజయం సాధించగలిగారు. USPEX అల్గోరిథం ఒక పరిణామ విధానంపై ఆధారపడి ఉంటుంది (Fig. 2). మొదట, తక్కువ సంఖ్యలో నిర్మాణాలు యాదృచ్ఛికంగా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు వాటి శక్తి లెక్కించబడుతుంది. సిస్టమ్ అత్యధిక శక్తితో ఎంపికలను తీసివేస్తుంది, అంటే తక్కువ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు అత్యంత స్థిరమైన వాటి నుండి సారూప్యమైన వాటిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు వాటిని గణిస్తుంది. అదే సమయంలో, కంప్యూటర్ జనాభా వైవిధ్యాన్ని నిర్వహించడానికి యాదృచ్ఛికంగా కొత్త నిర్మాణాలను ఉత్పత్తి చేస్తూనే ఉంది, ఇది విజయవంతమైన పరిణామానికి అవసరమైన పరిస్థితి.
అందువలన, జీవశాస్త్రం నుండి తీసుకోబడిన తర్కం క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అంచనా వేసే సమస్యను పరిష్కరించడానికి సహాయపడింది. ఈ వ్యవస్థలో జన్యువు ఉందని చెప్పడం కష్టం, ఎందుకంటే కొత్త నిర్మాణాలు వాటి పూర్వీకుల నుండి చాలా భిన్నమైన పారామితులలో భిన్నంగా ఉంటాయి. ఎంపిక పరిస్థితులకు అత్యంత అనుకూలమైన "వ్యక్తులు" సంతానాన్ని వదిలివేస్తారు, అనగా, అల్గోరిథం, దాని తప్పుల నుండి నేర్చుకోవడం, తదుపరి ప్రయత్నంలో విజయావకాశాలను పెంచుతుంది. సిస్టమ్ అతి తక్కువ శక్తితో ఎంపికను చాలా త్వరగా కనుగొంటుంది మరియు ఒక స్ట్రక్చరల్ యూనిట్ (సెల్) పదుల మరియు మొదటి వందల అణువులను కలిగి ఉన్నప్పుడు పరిస్థితిని సమర్థవంతంగా గణిస్తుంది, అయితే మునుపటి అల్గోరిథంలు పదిని కూడా ఎదుర్కోలేవు.
MIPT వద్ద USPEX కోసం సెట్ చేయబడిన కొత్త టాస్క్‌లలో ఒకటి ప్రోటీన్ల యొక్క తృతీయ నిర్మాణాన్ని వాటి అమైనో ఆమ్ల శ్రేణి నుండి అంచనా వేయడం. ఆధునిక పరమాణు జీవశాస్త్రం యొక్క ఈ సమస్య కీలకమైన వాటిలో ఒకటి. సాధారణంగా, శాస్త్రవేత్తలు చాలా కష్టమైన పనిని ఎదుర్కొంటారు, ఎందుకంటే ప్రోటీన్ వంటి సంక్లిష్టమైన అణువు కోసం శక్తిని లెక్కించడం కష్టం. ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ ప్రకారం, అతని అల్గోరిథం ఇప్పటికే దాదాపు 40 అమైనో ఆమ్లాల పొడవు పెప్టైడ్‌ల నిర్మాణాన్ని అంచనా వేయగలదు.
వీడియో 2. పాలిమర్లు మరియు బయోపాలిమర్లు.పాలిమర్లు ఏ పదార్థాలు? పాలిమర్ యొక్క నిర్మాణం ఏమిటి? పాలిమర్ పదార్థాల వాడకం ఎంత సాధారణం? ప్రొఫెసర్, క్రిస్టల్లోగ్రఫీలో PhD ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ దీని గురించి మాట్లాడుతున్నారు.
USPEX వివరణ
అతని ప్రముఖ సైన్స్ కథనాలలో ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ (Fig. 3) USPEXని ఈ క్రింది విధంగా వివరించాడు:
"సాధారణ ఆలోచనను ప్రదర్శించడానికి ఇక్కడ ఒక అలంకారిక ఉదాహరణ ఉంది. తెలియని గ్రహం యొక్క ఉపరితలంపై పూర్తి చీకటి పాలనలో ఉన్న ఎత్తైన పర్వతాన్ని మీరు కనుగొనవలసి ఉంటుందని ఊహించండి. వనరులను ఆదా చేయడానికి, మాకు పూర్తి ఉపశమన మ్యాప్ అవసరం లేదని అర్థం చేసుకోవడం ముఖ్యం, కానీ దాని అత్యధిక పాయింట్ మాత్రమే.
మూర్తి 3. ఆర్టెమ్ రోమావిచ్ ఒగానోవ్
మీరు గ్రహం మీద బయోరోబోట్‌ల యొక్క చిన్న శక్తిని ల్యాండ్ చేసి, వాటిని ఒక్కొక్కటిగా యాదృచ్ఛిక ప్రదేశాలకు పంపుతారు. ప్రతి రోబోట్ తప్పనిసరిగా అనుసరించాల్సిన సూచన ఏమిటంటే, గురుత్వాకర్షణ శక్తులకు వ్యతిరేకంగా ఉపరితలం వెంట నడవడం మరియు చివరికి సమీపంలోని కొండపైకి చేరుకోవడం, దాని అక్షాంశాలను కక్ష్య స్థావరానికి నివేదించాలి. పెద్ద పరిశోధనా బృందం కోసం మా వద్ద నిధులు లేవు మరియు రోబోట్‌లలో ఒకటి వెంటనే ఎత్తైన పర్వతాన్ని అధిరోహించే అవకాశం చాలా తక్కువ. దీని అర్థం రష్యన్ మిలిటరీ సైన్స్ యొక్క ప్రసిద్ధ సూత్రాన్ని వర్తింపజేయడం అవసరం: “సంఖ్యలతో కాదు, నైపుణ్యంతో పోరాడండి,” ఇది ఇక్కడ పరిణామ విధానం రూపంలో అమలు చేయబడుతుంది. వారి సమీప పొరుగువారి బేరింగ్‌ను తీసుకొని, రోబోట్‌లు తమ స్వంత రకాలను కలుస్తాయి మరియు పునరుత్పత్తి చేస్తాయి, వాటిని "వారి" శీర్షాల మధ్య రేఖ వెంట ఉంచుతాయి. బయోరోబోట్‌ల సంతానం అదే సూచనలను అమలు చేయడం ప్రారంభిస్తుంది: అవి ఉపశమనం యొక్క ఎత్తు దిశలో కదులుతాయి, వారి "తల్లిదండ్రుల" యొక్క రెండు శిఖరాల మధ్య ప్రాంతాన్ని అన్వేషిస్తాయి. సగటు స్థాయి కంటే దిగువన ఉన్న "వ్యక్తులు" గుర్తుకు తెచ్చుకుంటారు (ఈ విధంగా ఎంపిక జరుగుతుంది) మరియు యాదృచ్ఛికంగా మళ్లీ డ్రాప్ చేయబడతారు (జనాభా యొక్క "జన్యు వైవిధ్యం" నిర్వహణ ఈ విధంగా రూపొందించబడింది)."
USPEX పనిచేసే అనిశ్చితిని ఎలా అంచనా వేయాలి? మీరు ముందుగా తెలిసిన సరైన సమాధానంతో సమస్యను తీసుకోవచ్చు మరియు అల్గారిథమ్‌ని ఉపయోగించి 100 సార్లు స్వతంత్రంగా పరిష్కరించవచ్చు. 99 సందర్భాలలో సరైన సమాధానం లభిస్తే, గణన లోపం యొక్క సంభావ్యత 1% అవుతుంది. సాధారణంగా, యూనిట్ సెల్‌లోని పరమాణువుల సంఖ్య 40 అయినప్పుడు 98-99% సంభావ్యతతో సరైన అంచనాలు పొందబడతాయి.
పరిణామాత్మక USPEX అల్గోరిథం అనేక ఆసక్తికరమైన ఆవిష్కరణలకు దారితీసింది మరియు ఔషధం యొక్క కొత్త మోతాదు రూపాన్ని కూడా అభివృద్ధి చేసింది, ఇది క్రింద చర్చించబడుతుంది. కొత్త తరం సూపర్ కంప్యూటర్లు కనిపించినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో నేను ఆశ్చర్యపోతున్నాను? క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అంచనా వేసే అల్గోరిథం సమూలంగా మారుతుందా? ఉదాహరణకు, కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు క్వాంటం కంప్యూటర్‌లను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు. భవిష్యత్తులో, అవి అత్యంత అధునాతన ఆధునిక వాటి కంటే చాలా ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి. ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ ప్రకారం, పరిణామాత్మక అల్గోరిథంలు తమ ప్రముఖ స్థానాన్ని నిలుపుకుంటాయి, కానీ వేగంగా పని చేయడం ప్రారంభిస్తాయి.
ప్రయోగశాల యొక్క పని ప్రాంతాలు: థర్మోఎలెక్ట్రిక్స్ నుండి ఔషధాల వరకు
USPEX సమర్థవంతమైన అల్గోరిథం మాత్రమే కాదు, మల్టీఫంక్షనల్ కూడా. ప్రస్తుతానికి, ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ నాయకత్వంలో, వివిధ ప్రాంతాలలో అనేక శాస్త్రీయ పనులు జరుగుతున్నాయి. కొన్ని తాజా ప్రాజెక్ట్‌లలో కొత్త థర్మోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్‌లను మోడల్ చేయడానికి మరియు ప్రోటీన్ల నిర్మాణాన్ని అంచనా వేయడానికి ప్రయత్నాలు ఉన్నాయి.
"మాకు అనేక ప్రాజెక్టులు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి నానోపార్టికల్స్, ఉపరితల పదార్థాలు వంటి తక్కువ-పరిమాణ పదార్థాల అధ్యయనం, మరొకటి అధిక ఒత్తిడిలో రసాయనాలను అధ్యయనం చేస్తోంది. కొత్త థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాల అంచనాకు సంబంధించిన ఆసక్తికరమైన ప్రాజెక్ట్ కూడా ఉంది. థర్మోఎలెక్ట్రిక్ సమస్యలకు మేము ముందుకు వచ్చిన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అంచనా వేసే పద్ధతిని అనుసరించడం సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుందని ఇప్పుడు మనకు ఇప్పటికే తెలుసు. ప్రస్తుతానికి, మేము ఒక పెద్ద పురోగతికి సిద్ధంగా ఉన్నాము, దీని ఫలితంగా కొత్త థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాల ఆవిష్కరణ జరుగుతుంది. థర్మోఎలెక్ట్రిక్స్ కోసం మేము సృష్టించిన పద్ధతి చాలా శక్తివంతమైనదని ఇప్పటికే స్పష్టమైంది, నిర్వహించిన పరీక్షలు విజయవంతమయ్యాయి. మరియు మేము కొత్త పదార్థాల కోసం వెతకడానికి పూర్తిగా సిద్ధంగా ఉన్నాము. మేము కొత్త అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్ల అంచనా మరియు అధ్యయనంలో కూడా పాల్గొంటున్నాము. ప్రొటీన్ల నిర్మాణాన్ని అంచనా వేసే ప్రశ్న మనల్ని మనం ప్రశ్నించుకుంటాం. ఇది మాకు కొత్త పని మరియు చాలా ఆసక్తికరమైనది.
ఆసక్తికరంగా, USPEX ఇప్పటికే వైద్యానికి కూడా ప్రయోజనాలను తెచ్చిపెట్టింది: “అంతేకాకుండా, మేము కొత్త ఔషధాలను అభివృద్ధి చేస్తున్నాము. ప్రత్యేకించి, మేము కొత్త ఔషధాన్ని ఊహించాము, పొందాము మరియు పేటెంట్ పొందాము,- చెప్పారు A.R. ఒగానోవ్. - ఇది 4-అమినోపిరిడిన్ హైడ్రేట్, ఇది మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్‌కు ఒక ఔషధం.".
మేము మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ యొక్క రోగలక్షణ చికిత్సను అనుమతించే ఔషధం వాలెరీ రోజెన్ (Fig. 4), అనస్తాసియా నౌమోవా మరియు ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ ద్వారా ఇటీవల పేటెంట్ పొందిన ఔషధం గురించి మాట్లాడుతున్నాము. పేటెంట్ తెరిచి ఉంది, ఇది ఔషధం ధరను తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది. మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ అనేది దీర్ఘకాలిక స్వయం ప్రతిరక్షక వ్యాధి, అంటే ఒకరి స్వంత రోగనిరోధక వ్యవస్థ హోస్ట్‌కు హాని కలిగించినప్పుడు వచ్చే పాథాలజీలలో ఒకటి. ఇది సాధారణంగా ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ ఫంక్షన్ చేసే నరాల ఫైబర్స్ యొక్క మైలిన్ కోశంను దెబ్బతీస్తుంది. న్యూరాన్ల సాధారణ పనితీరుకు ఇది చాలా ముఖ్యం: మైలిన్‌తో కప్పబడిన నరాల కణాల పెరుగుదల ద్వారా కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, అన్‌కోటెడ్ వాటి కంటే 5-10 రెట్లు వేగంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ నాడీ వ్యవస్థ యొక్క పనితీరులో ఆటంకాలకు దారితీస్తుంది.
మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ యొక్క మూల కారణాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి. ప్రపంచవ్యాప్తంగా అనేక ప్రయోగశాలలు వాటిని అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి. రష్యాలో, ఇది ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ బయోఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలోని బయోక్యాటాలిసిస్ లాబొరేటరీ ద్వారా చేయబడుతుంది.
మూర్తి 4. మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ కోసం ఔషధం కోసం పేటెంట్ రచయితలలో వాలెరీ రోజెన్ ఒకరు,మెటీరియల్స్ యొక్క కంప్యూటర్ డిజైన్ కోసం ప్రయోగశాల యొక్క ఉద్యోగి, ఔషధాల యొక్క కొత్త మోతాదు రూపాలను అభివృద్ధి చేయడం మరియు సైన్స్ యొక్క ప్రజాదరణలో చురుకుగా పాల్గొనడం.
వీడియో 3. వాలెరీ రోజెన్ “రుచికరమైన స్ఫటికాలు” ద్వారా ప్రసిద్ధ సైన్స్ ఉపన్యాసం.డ్రగ్స్ ఎలా పని చేస్తుందో, మానవ శరీరానికి డ్రగ్ డెలివరీ రూపం యొక్క ప్రాముఖ్యత మరియు ఆస్పిరిన్ యొక్క దుష్ట కవల సోదరుడి గురించి మీరు నేర్చుకుంటారు.
గతంలో, 4-అమినోపిరిడిన్ ఇప్పటికే క్లినిక్‌లో ఉపయోగించబడింది, అయితే శాస్త్రవేత్తలు రసాయన కూర్పును మార్చడం ద్వారా రక్తంలోకి ఈ ఔషధం యొక్క శోషణను మెరుగుపరచగలిగారు. వారు 1:5 స్టోయికియోమెట్రీతో స్ఫటికాకార 4-అమినోపిరిడిన్ హైడ్రేట్ (Fig. 5)ని పొందారు. ఈ రూపంలో, ఔషధం మరియు దాని తయారీకి సంబంధించిన పద్ధతి పేటెంట్ చేయబడింది. ఈ పదార్ధం న్యూరోమస్కులర్ సినాప్సెస్ వద్ద న్యూరోట్రాన్స్మిటర్ల విడుదలను మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ ఉన్న రోగులకు మంచి అనుభూతిని కలిగిస్తుంది. ఈ మెకానిజం లక్షణాల చికిత్సను కలిగి ఉంటుంది, కానీ వ్యాధి కూడా కాదు. జీవ లభ్యతతో పాటు, కొత్త అభివృద్ధిలో ప్రాథమిక అంశం ఈ క్రింది విధంగా ఉంది: ఒక క్రిస్టల్‌లో 4-అమినోపైరిడిన్‌ను "కలిపివేయడం" సాధ్యమైనందున, ఇది వైద్యంలో ఉపయోగించడానికి మరింత సౌకర్యవంతంగా మారింది. స్ఫటికాకార పదార్థాలు శుద్ధి చేయబడిన మరియు సజాతీయ రూపంలో పొందడం చాలా సులభం, మరియు హానికరమైన మలినాలనుండి ఔషధం యొక్క స్వేచ్ఛ మంచి ఔషధానికి కీలకమైన ప్రమాణాలలో ఒకటి.
కొత్త రసాయన నిర్మాణాల ఆవిష్కరణ
పైన చెప్పినట్లుగా, USPEX కొత్త రసాయన నిర్మాణాలను కనుగొనడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. "అలవాటు" కార్బన్ కూడా దాని రహస్యాలను కలిగి ఉందని ఇది మారుతుంది. కార్బన్ చాలా ఆసక్తికరమైన రసాయన మూలకం ఎందుకంటే ఇది సూపర్ హార్డ్ డైలెక్ట్రిక్స్ నుండి సాఫ్ట్ సెమీకండక్టర్స్ మరియు సూపర్ కండక్టర్ల వరకు అనేక రకాల నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తుంది. మొదటిది డైమండ్ మరియు లాన్స్‌డేలైట్, రెండవది - గ్రాఫైట్, మరియు మూడవది - తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కొన్ని ఫుల్లెరెన్‌లు. కార్బన్ యొక్క అనేక రకాల తెలిసిన రూపాలు ఉన్నప్పటికీ, ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ నాయకత్వంలోని శాస్త్రవేత్తలు ప్రాథమికంగా కొత్త నిర్మాణాన్ని కనుగొనగలిగారు: కార్బన్ "అతిథి-హోస్ట్" కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరుస్తుందని గతంలో తెలియదు (Fig. 6). మెటీరియల్స్ యొక్క కంప్యూటర్ డిజైన్ యొక్క ప్రయోగశాల యొక్క ఉద్యోగులు కూడా పనిలో పాల్గొన్నారు (Fig. 7).
మూర్తి 7. ఒలేగ్ ఫేయా, MIPTలో గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి, లేబొరేటరీ ఆఫ్ కంప్యూటర్ డిజైన్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ ఉద్యోగి మరియు కార్బన్ యొక్క కొత్త నిర్మాణాన్ని కనుగొన్న రచయితలలో ఒకరు. తన ఖాళీ సమయంలో, ఒలేగ్ సైన్స్ యొక్క ప్రజాదరణ పొందడంలో నిమగ్నమై ఉన్నాడు: అతని కథనాలను “ష్రోడింగర్స్ క్యాట్”, “ఫర్ సైన్స్”, STRF.ru, “రోసాటమ్ కంట్రీ” ప్రచురణలలో చదవవచ్చు. అదనంగా, ఒలేగ్ మాస్కో విజేత సైన్స్ స్లామ్మరియు టీవీ షో "ది స్మార్టెస్ట్"లో పాల్గొనేవారు.
హోస్ట్-అతిథి పరస్పర చర్యలు జరుగుతాయి, ఉదాహరణకు, సమయోజనీయ బంధాల ద్వారా ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన అణువులతో కూడిన కాంప్లెక్స్‌లలో. అంటే, ఒక నిర్దిష్ట పరమాణువు/అణువు క్రిస్టల్ లాటిస్‌లో ఒక నిర్దిష్ట స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తుంది, కానీ పరిసర సమ్మేళనాలతో సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచదు. ఈ ప్రవర్తన మన శరీరంలో వివిధ విధులను నిర్వహించే బలమైన మరియు పెద్ద కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరచడానికి కలిసి బంధించే జీవ అణువుల మధ్య విస్తృతంగా వ్యాపించింది. సాధారణంగా, మేము రెండు రకాల నిర్మాణ అంశాలతో కూడిన కనెక్షన్లను అర్థం చేసుకుంటాము. కార్బన్ ద్వారా మాత్రమే ఏర్పడిన పదార్ధాలకు, అటువంటి రూపాలు తెలియవు. శాస్త్రవేత్తలు 2014లో తమ ఆవిష్కరణను ప్రచురించారు, మొత్తంగా 14వ సమూహం రసాయన మూలకాల యొక్క లక్షణాలు మరియు ప్రవర్తన గురించి మా జ్ఞానాన్ని విస్తరించారు (Fig. 8) కార్బన్ యొక్క బహిరంగ రూపంలో, పరమాణువుల మధ్య సమయోజనీయ బంధాలు ఏర్పడటం గమనించదగ్గ విషయం. మేము అతిథి-హోస్ట్ రకం గురించి మాట్లాడుతున్నాము ఎందుకంటే స్పష్టంగా నిర్వచించబడిన రెండు రకాల కార్బన్ పరమాణువులు, పూర్తిగా భిన్నమైన నిర్మాణ వాతావరణాలను కలిగి ఉంటాయి.
కొత్త అధిక పీడన కెమిస్ట్రీ
కంప్యూటర్-ఎయిడెడ్ మెటీరియల్స్ డిజైన్ లేబొరేటరీ అధ్యయనాలు అధిక పీడనం వద్ద స్థిరంగా ఉండే పదార్థాలు. అటువంటి పరిశోధనలో ఆసక్తి కోసం ప్రయోగశాల అధిపతి ఎలా వాదిస్తారో ఇక్కడ ఉంది: "మేము అధిక పీడనంలో పదార్థాలను అధ్యయనం చేస్తాము, ప్రత్యేకించి అటువంటి పరిస్థితులలో కనిపించే కొత్త కెమిస్ట్రీ. ఇది సాంప్రదాయ నియమాలకు సరిపోని చాలా అసాధారణమైన కెమిస్ట్రీ. కొత్త సమ్మేళనాల గురించి పొందిన జ్ఞానం గ్రహాల లోపల ఏమి జరుగుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి దారి తీస్తుంది. ఎందుకంటే ఈ అసాధారణ రసాయనాలు గ్రహాల లోపలి భాగంలో చాలా ముఖ్యమైన పదార్థాలుగా ఉద్భవించవచ్చు.అధిక పీడనం కింద పదార్థాలు ఎలా ప్రవర్తిస్తాయో అంచనా వేయడం కష్టం: చాలా రసాయన నియమాలు పనిచేయడం మానేస్తాయి ఎందుకంటే ఈ పరిస్థితులు మనం ఉపయోగించిన వాటికి చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఏది ఏమైనప్పటికీ, విశ్వం ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసుకోవాలంటే మనం దీనిని అర్థం చేసుకోవాలి. విశ్వంలోని బార్యోనిక్ పదార్థంలో సింహభాగం గ్రహాలు, నక్షత్రాలు మరియు ఉపగ్రహాల లోపల అధిక పీడనంలో ఉంది. ఆశ్చర్యకరంగా, దాని కెమిస్ట్రీ గురించి ఇప్పటికీ చాలా తక్కువగా తెలుసు.
MIPTలోని లేబొరేటరీ ఆఫ్ కంప్యూటర్ డిజైన్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్‌లో అధిక పీడనం వద్ద గ్రహించబడిన కొత్త కెమిస్ట్రీని PhD (అభ్యర్థిగా సైన్సెస్‌కు సమానమైన డిగ్రీ) గాబ్రియేల్ సలేహ్ అధ్యయనం చేస్తున్నారు:
“నేను రసాయన శాస్త్రవేత్త మరియు నాకు అధిక పీడన రసాయన శాస్త్రంపై ఆసక్తి ఉంది. ఎందుకు? ఎందుకంటే మనకు 100 సంవత్సరాల క్రితం రూపొందించబడిన రసాయన శాస్త్ర నియమాలు ఉన్నాయి, కానీ ఇటీవల అవి అధిక ఒత్తిడితో పనిచేయడం మానేశాయని తేలింది. మరియు ఇది చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంది! ఇది వినోద ఉద్యానవనం లాంటిది: ఎవరూ వివరించలేని ఒక దృగ్విషయం ఉంది; కొత్త దృగ్విషయాన్ని అన్వేషించడం మరియు అది ఎందుకు జరుగుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నించడం చాలా ఉత్తేజకరమైనది. మేము ప్రాథమిక విషయాలతో సంభాషణను ప్రారంభించాము. కానీ వాస్తవ ప్రపంచంలో కూడా అధిక ఒత్తిళ్లు ఉన్నాయి. అయితే, ఈ గదిలో కాదు, భూమి లోపల మరియు ఇతర గ్రహాలపై." .
నేను కెమిస్ట్‌ని కాబట్టి నాకు హై-ప్రెజర్ కెమిస్ట్రీ పట్ల ఆసక్తి ఉంది. ఎందుకు? ఎందుకంటే మనకు వంద సంవత్సరాల క్రితం ఏర్పడిన రసాయన నియమాలు ఉన్నాయి, అయితే ఈ నియమాలు అధిక పీడనంతో విచ్ఛిన్నమవుతాయని ఇటీవల కనుగొనబడింది. మరియు ఇది చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంది! ఇది లూనోపార్క్ లాంటిది ఎందుకంటే మీకు ఒక దృగ్విషయం ఉంది, దానిని ఎవరూ హేతుబద్ధం చేయలేరు. కొత్త దృగ్విషయాన్ని అధ్యయనం చేయడం మరియు అది ఎందుకు జరుగుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నించడం ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. మేము ప్రాథమిక దృక్కోణం నుండి ప్రారంభించాము. కానీ ఈ అధిక ఒత్తిళ్లు ఉన్నాయి. ఈ గదిలో కాదు, భూమి లోపల మరియు ఇతర గ్రహాలలో.
మూర్తి 9. కార్బోనిక్ యాసిడ్ (H 2 CO 3) - ఒత్తిడి-స్థిరమైన నిర్మాణం. పైన ఇన్సర్ట్ లోఅది పాటు చూపబడింది సి అక్షంపాలిమర్ నిర్మాణాలు ఏర్పడతాయి. గ్రహాలు ఎలా పనిచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి అధిక పీడనం కింద కార్బన్-ఆక్సిజన్-హైడ్రోజన్ వ్యవస్థను అధ్యయనం చేయడం చాలా ముఖ్యం. H 2 O (నీరు) మరియు CH 4 (మీథేన్) కొన్ని పెద్ద గ్రహాల యొక్క ప్రధాన భాగాలు - ఉదాహరణకు నెప్ట్యూన్ మరియు యురేనస్, ఇక్కడ ఒత్తిడి వందల GPaకి చేరుకుంటుంది. పెద్ద మంచుతో కూడిన ఉపగ్రహాలు (గనిమీడ్, కాలిస్టో, టైటాన్) మరియు తోకచుక్కలు కూడా నీరు, మీథేన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి అనేక GPa వరకు ఒత్తిడికి లోనవుతాయి.
గాబ్రియేల్ తన కొత్త పని గురించి మాకు చెప్పారు, ఇది ఇటీవల ప్రచురణ కోసం ఆమోదించబడింది:
“కొన్నిసార్లు మీరు ప్రాథమిక శాస్త్రాన్ని చేస్తారు, కానీ మీరు పొందిన జ్ఞానానికి ప్రత్యక్ష అనువర్తనాన్ని కనుగొంటారు. ఉదాహరణకు, మేము ఇటీవల ప్రచురణ కోసం ఒక పత్రాన్ని సమర్పించాము, దీనిలో అధిక పీడనం వద్ద కార్బన్, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిన అన్ని స్థిరమైన సమ్మేళనాల కోసం శోధన ఫలితాలను మేము వివరిస్తాము. మేము 1 GPa వంటి అతి తక్కువ ఒత్తిడిలో స్థిరంగా ఉండేదాన్ని కనుగొన్నాము , మరియు ఇది కార్బోనిక్ యాసిడ్ H 2 CO 3 గా మారింది(Fig. 9). నేను ఖగోళ భౌతిక శాస్త్ర సాహిత్యాన్ని అధ్యయనం చేసాను మరియు చంద్రులు గనిమీడ్ మరియు కాలిస్టో [బృహస్పతి యొక్క చంద్రులు] నీరు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌తో తయారయ్యారని కనుగొన్నాను: కార్బోనిక్ ఆమ్లం ఏర్పడే అణువులు. అందువల్ల, మా ఆవిష్కరణ అక్కడ కార్బోనిక్ ఆమ్లం ఏర్పడుతుందని సూచిస్తుందని మేము గ్రహించాము. నేను దీని గురించి మాట్లాడుతున్నాను: ఇదంతా ప్రాథమిక శాస్త్రంతో ప్రారంభమైంది మరియు ఉపగ్రహాలు మరియు గ్రహాల అధ్యయనం కోసం ముఖ్యమైన వాటితో ముగిసింది." .
సూత్రప్రాయంగా, విశ్వంలో కనిపించే వాటితో పోలిస్తే ఇటువంటి ఒత్తిళ్లు తక్కువగా ఉన్నాయని గమనించండి, కానీ భూమి యొక్క ఉపరితలం వద్ద మనపై పనిచేసే వాటితో పోలిస్తే ఎక్కువ.
కాబట్టి కొన్నిసార్లు మీరు ప్రాథమిక శాస్త్రం కోసం ఏదైనా అధ్యయనం చేస్తారు, కానీ దానికి సరైన అప్లికేషన్ ఉందని మీరు కనుగొంటారు. ఉదాహరణకు, మేము ఇప్పుడే ఒక కాగితాన్ని సమర్పించాము, దీనిలో మేము అధిక పీడనం వద్ద కార్బన్, హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ తీసుకున్నాము మరియు మేము అన్ని స్థిరమైన సమ్మేళనాల కోసం వెతకడానికి ప్రయత్నించాము. మేము కార్బోనిక్ యాసిడ్‌ను కనుగొన్నాము మరియు అది ఒక గిగాపాస్కల్ వంటి అతి తక్కువ పీడనంలో స్థిరంగా ఉంటుంది. నేను ఖగోళ భౌతిక సాహిత్యాన్ని పరిశోధించాను మరియు కనుగొన్నాను: గనిమీడ్ లేదా కాలిస్టో వంటి ఉపగ్రహాలు ఉన్నాయి. వాటిపై కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరు ఉన్నాయి. ఈ కార్బోనిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరిచే అణువులు. కాబట్టి ఈ ఆవిష్కరణ బహుశా కార్బోనిక్ ఆమ్లం ఉంటుందని మేము గ్రహించాము. గ్రహ శాస్త్రానికి వర్తించే ప్రాథమిక మరియు ఆవిష్కరణ కోసం ప్రారంభించడం అంటే ఇదే.
అసాధారణ కెమిస్ట్రీకి మరొక ఉదాహరణ సాధారణ టేబుల్ ఉప్పు NaCl. మీరు మీ ఉప్పు షేకర్‌లో 350 GPa ఒత్తిడిని సృష్టించగలిగితే, మీరు కొత్త కనెక్షన్లను పొందుతారు. 2013లో ఎ.ఆర్. NaClకి అధిక పీడనం వర్తింపజేస్తే, అసాధారణ సమ్మేళనాలు స్థిరంగా మారుతాయని ఒగానోవ్ చూపించాడు - ఉదాహరణకు, NaCl 7 (Fig. 10) మరియు Na 3 Cl. ఆసక్తికరంగా, కనుగొనబడిన అనేక పదార్థాలు లోహాలు. గాబ్రియేల్ సలేహ్ మరియు ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ మార్గదర్శక పనిని కొనసాగించారు, దీనిలో వారు అధిక పీడనంలో సోడియం క్లోరైడ్ల యొక్క అన్యదేశ ప్రవర్తనను చూపించారు మరియు ఆల్కలీ మెటల్ హాలోజన్ సమ్మేళనాల లక్షణాలను అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించే సైద్ధాంతిక నమూనాను అభివృద్ధి చేశారు.
అటువంటి అసాధారణ పరిస్థితులలో ఈ పదార్థాలు పాటించే నియమాలను వారు వివరించారు. USPEX అల్గారిథమ్‌ని ఉపయోగించి, A 3 Y (A = Li, Na, K; Y = F, Cl, Br) సూత్రంతో అనేక సమ్మేళనాలు సిద్ధాంతపరంగా 350 GPa వరకు ఒత్తిడికి లోనయ్యాయి. ఇది −2 ఆక్సీకరణ స్థితిలో క్లోరైడ్ అయాన్ల ఆవిష్కరణకు దారితీసింది. "ప్రామాణిక" కెమిస్ట్రీ దీనిని నిషేధిస్తుంది. అటువంటి పరిస్థితులలో, కొత్త పదార్థాలు ఏర్పడతాయి, ఉదాహరణకు Na 4 Cl 3 అనే రసాయన సూత్రంతో.
మూర్తి 10. సాధారణ ఉప్పు NaCl యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం ( వదిలేశారు) మరియు అసాధారణ సమ్మేళనం NaCl 7 ( కుడివైపు), ఒత్తిడిలో స్థిరంగా ఉంటుంది.
కెమిస్ట్రీకి కొత్త నియమాలు అవసరం
Gabriele Saleh (Fig. 11) కెమిస్ట్రీ యొక్క కొత్త నియమాలను వివరించే లక్ష్యంతో తన పరిశోధన గురించి మాట్లాడాడు, అది ప్రామాణిక పరిస్థితులలో మాత్రమే కాకుండా, అధిక పీడనం (Fig. 12) కింద ఉన్న పదార్థాల ప్రవర్తన మరియు లక్షణాలను వివరిస్తుంది.
మూర్తి 11. గాబ్రియేల్ సలేహ్
"రెండు లేదా మూడు సంవత్సరాల క్రితం, ప్రొఫెసర్ ఒగానోవ్ అధిక పీడనంలో NaCl వంటి సాధారణ ఉప్పు అంత సులభం కాదని కనుగొన్నారు: సోడియం మరియు క్లోరిన్ ఇతర సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి. కానీ ఎందుకో ఎవరికీ తెలియలేదు. శాస్త్రవేత్తలు గణనలను ప్రదర్శించారు మరియు ఫలితాలను అందుకున్నారు, కానీ ప్రతిదీ ఈ విధంగా ఎందుకు జరుగుతుందో తెలియదు మరియు లేకపోతే కాదు. నేను గ్రాడ్యుయేట్ పాఠశాల నుండి రసాయన బంధాన్ని అధ్యయనం చేస్తున్నాను మరియు నా పరిశోధనలో నేను ఏమి జరుగుతుందో తార్కికంగా వివరించే కొన్ని నియమాలను రూపొందించగలిగాను. అటువంటి సమ్మేళనాలలో ఎలక్ట్రాన్లు ఎలా ప్రవర్తిస్తాయో నేను అధ్యయనం చేసాను మరియు అధిక పీడనం కింద వాటి లక్షణం అయిన సాధారణ నమూనాలకు వచ్చాను. ఈ నియమాలు నా ఊహకు సంబంధించిన కల్పితమా లేదా ఇప్పటికీ నిష్పాక్షికంగా సరైనదేనా అని తనిఖీ చేయడానికి, నేను సారూప్య సమ్మేళనాల నిర్మాణాలను - LiBr లేదా NaBr మరియు మరెన్నో సారూప్యమైన వాటిని ఊహించాను. మరియు వాస్తవానికి, సాధారణ నియమాలు అనుసరించబడతాయి. క్లుప్తంగా, ఒక ధోరణి ఉందని నేను చూశాను: మీరు అటువంటి సమ్మేళనాలకు ఒత్తిడిని వర్తింపజేసినప్పుడు, అవి రెండు డైమెన్షనల్ మెటల్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, ఆపై ఒక డైమెన్షనల్ ఒకటి. అప్పుడు, అధిక పీడనం కింద, క్రూరమైన విషయాలు జరగడం ప్రారంభిస్తాయి ఎందుకంటే క్లోరిన్ అప్పుడు −2 ఆక్సీకరణ స్థితిని కలిగి ఉంటుంది. క్లోరిన్ ఆక్సీకరణ స్థితి −1ని కలిగి ఉందని రసాయన శాస్త్రవేత్తలందరికీ తెలుసు, ఇది ఒక సాధారణ పాఠ్యపుస్తక ఉదాహరణ: సోడియం ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోతుంది మరియు క్లోరిన్ దానిని తీసుకుంటుంది. కాబట్టి, ఆక్సీకరణ సంఖ్యలు వరుసగా +1 మరియు −1. కానీ అధిక ఒత్తిడిలో, విషయాలు ఆ విధంగా పనిచేయవు. రసాయన బంధాలను విశ్లేషించడానికి అనేక విధానాలను ఉపయోగించి మేము దీనిని చూపించాము. అలాగే, పని సమయంలో, ఎవరైనా ఇప్పటికే అలాంటి నమూనాలను గమనించారో లేదో అర్థం చేసుకోవడానికి నేను ప్రత్యేక సాహిత్యం కోసం చూశాను. మరియు వారు అవును అని తేలింది. నేను తప్పుగా భావించనట్లయితే, సోడియం బిస్ముతేట్ మరియు కొన్ని ఇతర సమ్మేళనాలు వివరించిన నియమాలను అనుసరిస్తాయి. అయితే, ఇది ప్రారంభం మాత్రమే. టాపిక్‌పై తదుపరి పేపర్లు ప్రచురించబడినప్పుడు, మా మోడల్‌కు నిజమైన ప్రిడిక్టివ్ పవర్ ఉందో లేదో మనకు తెలుస్తుంది. ఎందుకంటే మనం వెతుకుతున్నది అదే. మేము అధిక ఒత్తిడిని కలిగి ఉండే రసాయన చట్టాలను వివరించాలనుకుంటున్నాము." .
రెండు లేదా మూడు సంవత్సరాల క్రితం ప్రొఫెసర్ ఒగానోవ్ అధిక పీడనం వద్ద సాధారణ ఉప్పు NaCl చాలా సులభం కాదని మరియు ఇతర సమ్మేళనాలు ఏర్పడతాయని కనుగొన్నారు. కానీ ఎందుకో ఎవరికీ తెలియదు. వారు ఒక గణన చేసారు, వారు ఫలితాలను పొందారు, కానీ ఇది ఎందుకు జరుగుతుందో మీరు చెప్పలేరు. కాబట్టి నా PhD సమయంలో నేను రసాయన బంధాన్ని అధ్యయనం చేయడంలో నైపుణ్యం కలిగి ఉన్నందున, నేను ఈ సమ్మేళనాలను పరిశోధించాను మరియు ఏమి జరుగుతుందో హేతుబద్ధీకరించడానికి నేను కొన్ని నియమాలను కనుగొన్నాను. ఈ సమ్మేళనాలలో ఎలక్ట్రాన్లు ఎలా ప్రవర్తిస్తాయో నేను పరిశోధించాను మరియు అధిక పీడనం వద్ద ఈ రకమైన సమ్మేళనాలు అనుసరించే కొన్ని నియమాలను నేను రూపొందించాను. నా నియమాలు కేవలం నా ఊహ మాత్రమేనా లేదా అవి నిజమా అని తనిఖీ చేయడానికి నేను ఇలాంటి సమ్మేళనాల కొత్త నిర్మాణాలను ఊహించాను. ఉదాహరణకు LiBr లేదా NaBr మరియు ఇలాంటి కొన్ని కలయికలు. మరియు అవును, ఈ నియమాలు అనుసరించబడతాయి. సంక్షిప్తంగా, చాలా ప్రత్యేకమైనదిగా ఉండకూడదు, ఒక ధోరణి ఉందని నేను చూశాను: మీరు వాటిని కుదించినప్పుడు అవి రెండు డైమెన్షనల్ లోహాలను ఏర్పరుస్తాయి, ఆపై మెటల్ యొక్క ఒక డైమెన్షనల్ నిర్మాణం. ఆపై చాలా ఎక్కువ పీడనం వద్ద మరికొన్ని వైల్డ్‌లు జరుగుతాయి ఎందుకంటే ఈ సందర్భంలో Cl ఆక్సీకరణ సంఖ్య −2ని కలిగి ఉంటుంది. Cl యొక్క అత్యల్ప ఆక్సీకరణ సంఖ్య −1 అని రసాయన శాస్త్రవేత్తలందరికీ తెలుసు, ఇది సాధారణ పాఠ్యపుస్తక ఉదాహరణ: సోడియం ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోతుంది మరియు క్లోరిన్ దానిని పొందుతుంది. కాబట్టి మనకు +1 మరియు −1 ఆక్సీకరణ సంఖ్యలు ఉన్నాయి. కానీ చాలా ఎక్కువ ఒత్తిడిలో అది నిజం కాదు. రసాయన బంధ విశ్లేషణ కోసం మేము కొన్ని విధానాలతో దీనిని ప్రదర్శించాము. ఆ పనిలో కూడా ఇంతకు ముందు ఎవరైనా ఇలాంటి నియమాలు చూశారా అని సాహిత్యాన్ని పరిశీలించడానికి ప్రయత్నించాను. మరియు అవును, కొన్ని ఉన్నాయని తేలింది. నేను తప్పుగా భావించనట్లయితే, Na-Bi మరియు ఇతర సమ్మేళనాలు ఈ నియమాలను అనుసరించాయి. ఇది కేవలం ఒక ప్రారంభ స్థానం మాత్రమే. ఇతర పేపర్లు వస్తాయి మరియు ఈ మోడల్‌కు నిజమైన ప్రిడిక్టివ్ పవర్ ఉందో లేదో చూద్దాం. ఎందుకంటే మనం వెతుకుతున్నది ఇదే. మేము అధిక పీడనం కోసం కూడా పనిచేసే కెమిస్ట్రీని స్కెచ్ చేయాలనుకుంటున్నాము.
మూర్తి 12. 125-170 GPa ఒత్తిడితో ఏర్పడిన Na 4 Cl 3 అనే రసాయన సూత్రంతో ఒక పదార్ధం యొక్క నిర్మాణం, ఇది ఒత్తిడిలో "వింత" కెమిస్ట్రీ రూపాన్ని స్పష్టంగా ప్రదర్శిస్తుంది.
మీరు ప్రయోగాలు చేస్తే, సెలెక్టివ్‌గా చేయండి
USPEX అల్గోరిథం దాని పనులలో గొప్ప అంచనా శక్తిని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, సిద్ధాంతానికి ఎల్లప్పుడూ ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ అవసరం. లేబొరేటరీ ఆఫ్ కంప్యూటర్-ఎయిడెడ్ మెటీరియల్స్ డిజైన్ సైద్ధాంతికమైనది, దాని పేరు కూడా సూచిస్తుంది. అందువల్ల, ఇతర శాస్త్రీయ బృందాల సహకారంతో ప్రయోగాలు జరుగుతాయి. ప్రయోగశాలలో అనుసరించిన పరిశోధనా వ్యూహంపై గాబ్రియేల్ సలేహ్ ఈ క్రింది విధంగా వ్యాఖ్యానించాడు:
"మేము ప్రయోగాలు చేయము - మేము సిద్ధాంతకర్తలు. కానీ దీన్ని చేసే వ్యక్తులతో మేము తరచుగా సహకరిస్తాము. నిజానికి, ఇది సాధారణంగా కష్టమని నేను భావిస్తున్నాను. ఈ రోజు సైన్స్ చాలా ప్రత్యేకమైనది, కాబట్టి ఈ రెండింటినీ చేసే వ్యక్తిని కనుగొనడం అంత సులభం కాదు. .
మేము ప్రయోగాలు చేయము, కానీ తరచుగా ప్రయోగాలు చేసే కొంతమంది వ్యక్తులతో సహకరిస్తాము. నిజానికి ఇది కష్టమని నేను అనుకుంటున్నాను. ఈ రోజుల్లో సైన్స్ చాలా ప్రత్యేకమైనది కాబట్టి రెండింటినీ చేసే వ్యక్తిని కనుగొనడం కష్టం.
స్పష్టమైన ఉదాహరణలలో ఒకటి పారదర్శక సోడియం యొక్క అంచనా. 2009 లో పత్రికలో ప్రకృతిఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ నాయకత్వంలో నిర్వహించిన పని ఫలితాలు ప్రచురించబడ్డాయి. వ్యాసంలో, శాస్త్రవేత్తలు Na యొక్క కొత్త రూపాన్ని వివరించారు, దీనిలో ఇది పారదర్శక నాన్మెటల్, ఒత్తిడిలో విద్యుద్వాహకము అవుతుంది. ఇలా ఎందుకు జరుగుతోంది? ఇది వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవర్తన కారణంగా ఉంటుంది: ఒత్తిడిలో అవి సోడియం అణువులచే ఏర్పడిన క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క శూన్యాలలోకి బలవంతంగా బయటకు వస్తాయి (Fig. 13). ఈ సందర్భంలో, పదార్ధం యొక్క లోహ లక్షణాలు అదృశ్యమవుతాయి మరియు విద్యుద్వాహకము యొక్క లక్షణాలు కనిపిస్తాయి. 2 మిలియన్ వాతావరణాల పీడనం సోడియంను ఎరుపుగా చేస్తుంది మరియు 3 మిలియన్ల పీడనం దానిని రంగులేనిదిగా చేస్తుంది.
మూర్తి 13. 3 మిలియన్ల కంటే ఎక్కువ వాతావరణాల ఒత్తిడిలో సోడియం. నీలంసోడియం అణువుల క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది, నారింజ- నిర్మాణం యొక్క శూన్యాలలో వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల బంచ్‌లు.
క్లాసికల్ మెటల్ అటువంటి ప్రవర్తనను ప్రదర్శించగలదని కొందరు విశ్వసించారు. అయినప్పటికీ, భౌతిక శాస్త్రవేత్త మిఖాయిల్ ఎరెమెట్స్ సహకారంతో, ప్రయోగాత్మక డేటా పొందబడింది, ఇది పూర్తిగా అంచనాను ధృవీకరించింది (Fig. 14).
మూర్తి 14. ప్రసారం చేయబడిన మరియు ప్రతిబింబించే ప్రకాశం కలయికతో పొందిన Na నమూనా యొక్క ఛాయాచిత్రాలు.నమూనాకు వివిధ ఒత్తిళ్లు వర్తింపజేయబడ్డాయి: 199 GPa (పారదర్శక దశ), 156 GPa, 124 GPa మరియు 120 GPa.
మీరు అభిరుచితో పని చేయాలి!
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ తన ఉద్యోగులపై ఎలాంటి అవసరాలు పెడతాడో మాకు చెప్పాడు:
“మొదట, వారు మంచి విద్యను కలిగి ఉండాలి. రెండవది, కష్టపడి పనిచేయండి. ఒక వ్యక్తి సోమరితనంతో ఉంటే, నేను అతనిని నియమించుకోను మరియు పొరపాటున నేను అతనిని నియమించినట్లయితే, అతను తరిమివేయబడతాడు. నేను చాలా మంది ఉద్యోగులను తొలగించాను, వారు సోమరితనం, జడత్వం మరియు నిరాకారమైనవిగా మారారు. మరియు ఇది ఖచ్చితంగా సరైనదని మరియు వ్యక్తికి కూడా మంచిదని నేను భావిస్తున్నాను. ఎందుకంటే ఒక వ్యక్తి తన స్థానంలో లేకపోతే, అతను సంతోషంగా ఉండడు. అతను నిప్పుతో, ఉత్సాహంతో, ఆనందంతో పని చేసే ప్రదేశానికి వెళ్లాలి. మరియు ఇది ప్రయోగశాలకు మంచిది మరియు మానవులకు మంచిది. మరియు నిజంగా అందంగా పని చేసే అబ్బాయిలు, అభిరుచితో, మేము వారికి మంచి జీతం చెల్లిస్తాము, వారు సమావేశాలకు వెళతారు, వారు ఉత్తమ ప్రపంచ పత్రికలలో ప్రచురించబడే కథనాలను వ్రాస్తారు, వారికి ప్రతిదీ బాగానే ఉంటుంది. ఎందుకంటే అవి సరైన స్థలంలో ఉన్నాయి మరియు వాటికి మద్దతు ఇవ్వడానికి ప్రయోగశాలలో మంచి వనరులు ఉన్నాయి. అంటే, అబ్బాయిలు మనుగడ కోసం అదనపు డబ్బు సంపాదించడం గురించి ఆలోచించాల్సిన అవసరం లేదు. వారు సైన్స్‌పై, వారికి ఇష్టమైన కార్యాచరణపై దృష్టి పెట్టవచ్చు మరియు దానిని విజయవంతంగా చేయగలరు. మేము ఇప్పుడు కొన్ని కొత్త గ్రాంట్‌లను కలిగి ఉన్నాము మరియు ఇది మరికొంత మంది వ్యక్తులను నియమించుకోవడానికి మాకు అవకాశం కల్పిస్తుంది. ఎప్పుడూ పోటీ ఉంటుంది. ప్రజలు ఏడాది పొడవునా దరఖాస్తు చేసుకుంటారు; అయితే, నేను అందరినీ అంగీకరించను.. (2016) 4-అమినోపిరిడిన్ యొక్క స్ఫటికాకార హైడ్రేట్, దాని తయారీ పద్ధతి, ఔషధ కూర్పు మరియు చికిత్స మరియు/లేదా దాని ఆధారంగా నివారణ పద్ధతి. ఫిజి. రసాయనం రసాయనం ఫిజి. 18 , 2840–2849;
న్యూయార్క్ స్టేట్ యూనివర్శిటీలో ప్రొఫెసర్, మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీలో అనుబంధ ప్రొఫెసర్ మరియు గ్విలిన్ యూనివర్శిటీలో గౌరవ ప్రొఫెసర్ ఇచ్చిన ఉపన్యాసాన్ని మేము ప్రచురిస్తాముఆర్టెమ్ ఒగానోవ్ 8 సెప్టెంబర్ 2012 ఓపెన్-ఎయిర్ బుక్ ఫెస్టివల్‌లో “పబ్లిక్ లెక్చర్స్ “Polit.ru” సిరీస్‌లో భాగంగాబుక్మార్కెట్ ముజియోన్ ఆర్ట్ పార్క్‌లో.
"పబ్లిక్ లెక్చర్లు "Polit.ru"" మద్దతుతో నిర్వహించబడతాయి:
ఉపన్యాస వచనం
ఆహ్వానం అందించినందుకు ఈ పండుగ నిర్వాహకులకు మరియు Polit.ruకి నేను చాలా కృతజ్ఞతలు. ఈ ఉపన్యాసం ఇవ్వడం నాకు గౌరవంగా ఉంది; ఇది మీకు ఆసక్తికరంగా ఉంటుందని నేను ఆశిస్తున్నాను.
ఉపన్యాసం నేరుగా మన భవిష్యత్తుకు సంబంధించినది, ఎందుకంటే కొత్త సాంకేతికతలు, మన జీవన నాణ్యతకు సంబంధించిన సాంకేతికతలు లేకుండా మన భవిష్యత్తు అసాధ్యం, ఇదిగో ఐప్యాడ్, ఇక్కడ మా ప్రొజెక్టర్, మా ఎలక్ట్రానిక్స్, ఎనర్జీ-పొదుపు సాంకేతికతలు, సాంకేతికతలు పర్యావరణాన్ని శుభ్రపరచడం, వైద్యంలో ఉపయోగించే సాంకేతికతలు మరియు మొదలైనవి - ఇవన్నీ కొత్త పదార్థాలపై చాలా వరకు ఆధారపడి ఉంటాయి, కొత్త సాంకేతికతలకు కొత్త పదార్థాలు, ప్రత్యేకమైన, ప్రత్యేక లక్షణాలతో కూడిన పదార్థాలు అవసరం. మరియు ఈ కొత్త పదార్థాలను ప్రయోగశాలలో కాకుండా కంప్యూటర్‌లో ఎలా అభివృద్ధి చేయవచ్చనే దాని గురించి ఒక కథ చెప్పబడుతుంది.
ఉపన్యాసం అంటారు: "కొత్త పదార్థాల కంప్యూటర్ డిజైన్: కల లేదా వాస్తవికత?" ఇది పూర్తిగా కల అయితే, ఉపన్యాసానికి అర్థం ఉండదు. డ్రీమ్స్ ఏదో, ఒక నియమం వలె, రియాలిటీ రంగం నుండి కాదు. మరోవైపు, ఇది ఇప్పటికే పూర్తిగా అమలు చేయబడి ఉంటే, ఉపన్యాసానికి కూడా అర్థం ఉండదు, ఎందుకంటే కొత్త రకాల పద్ధతులు, సైద్ధాంతిక గణనతో సహా, అవి ఇప్పటికే పూర్తిగా అభివృద్ధి చెందినప్పుడు, సైన్స్ వర్గం నుండి పారిశ్రామిక వర్గానికి మారుతాయి. సాధారణ పనులు. వాస్తవానికి, ఈ ఫీల్డ్ పూర్తిగా కొత్తది: కొత్త పదార్థాల కంప్యూటర్ డిజైన్ కలల మధ్య ఎక్కడో మధ్యలో ఉంది - అసాధ్యమైనది, మన విశ్రాంతి సమయంలో మనం కలలు కనేది - మరియు వాస్తవానికి, ఇది ఇంకా పూర్తిగా పూర్తయిన ప్రాంతం కాదు, అది అనేది ప్రస్తుతం అభివృద్ధి చెందుతున్న ప్రాంతం. మరియు ఈ ప్రాంతం సమీప భవిష్యత్తులో కొత్త మెటీరియల్స్, లేబొరేటరీని కనిపెట్టే సాంప్రదాయ పద్ధతి నుండి వైదొలగడం మరియు మెటీరియల్స్ యొక్క కంప్యూటర్-ఎయిడెడ్ డిజైన్‌ను ప్రారంభించడం సాధ్యం చేస్తుంది; ఇది చౌకగా, వేగంగా మరియు అనేక విధాలుగా మరింత నమ్మదగినదిగా ఉంటుంది. కానీ ఎలా చేయాలో నేను మీకు చెప్తాను. ఇది నేరుగా అంచనా సమస్యకు సంబంధించినది, ఒక పదార్ధం యొక్క నిర్మాణాన్ని అంచనా వేయడం, ఎందుకంటే ఒక పదార్ధం యొక్క నిర్మాణం దాని లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది. ఒకే పదార్ధం యొక్క విభిన్న నిర్మాణం, కార్బన్ చెప్పండి, సూపర్-హార్డ్ డైమండ్ మరియు సూపర్-సాఫ్ట్ గ్రాఫైట్‌లను నిర్ణయిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో నిర్మాణం ప్రతిదీ. పదార్థం యొక్క నిర్మాణం.
సాధారణంగా, ఈ సంవత్సరం మేము పదార్థం యొక్క నిర్మాణాన్ని కనుగొనడం సాధ్యం చేసిన మొదటి ప్రయోగాల శతాబ్దిని జరుపుకుంటున్నాము. చాలా కాలంగా, పురాతన కాలం నుండి, పదార్థం అణువులను కలిగి ఉంటుందని ప్రజలు ఊహిస్తున్నారు. దీని ప్రస్తావన బైబిల్‌లో, వివిధ భారతీయ ఇతిహాసాలలో చూడవచ్చు మరియు దీని గురించి చాలా వివరణాత్మక సూచనలు డెమోక్రిటస్ మరియు లుక్రెటియస్ కారాలో చూడవచ్చు. మరియు పదార్థం ఎలా నిర్మాణాత్మకంగా ఉంది, ఈ పదార్థం ఈ వివిక్త కణాలు, అణువులను ఎలా కలిగి ఉంటుంది అనే దాని గురించి మొదటి ప్రస్తావన జోహన్నెస్ కెప్లర్, గొప్ప గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు, ఖగోళ శాస్త్రవేత్త మరియు జ్యోతిష్కుడికి చెందినది - ఆ సమయంలో జ్యోతిష్యం ఇప్పటికీ ఒక శాస్త్రంగా పరిగణించబడింది, దురదృష్టవశాత్తు. కెప్లర్ మొదటి చిత్రాలను గీసాడు, అందులో అతను స్నోఫ్లేక్స్ యొక్క షట్కోణ ఆకారాన్ని వివరించాడు మరియు కెప్లర్ ప్రతిపాదించిన మంచు నిర్మాణం, వాస్తవానికి భిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ, అనేక అంశాలలో దానిని పోలి ఉంటుంది. అయితే, పదార్థం యొక్క పరమాణు నిర్మాణం గురించిన పరికల్పన 20వ శతాబ్దం వరకు ఒక పరికల్పనగా మిగిలిపోయింది, వంద సంవత్సరాల క్రితం వరకు ఈ పరికల్పన మొదట శాస్త్రీయంగా నిరూపించబడింది. ఇది నా సైన్స్, క్రిస్టల్లాగ్రఫీ సహాయంతో నిరూపించబడింది, ఇది 17 వ శతాబ్దం మధ్యలో జన్మించిన సాపేక్షంగా కొత్త శాస్త్రం, 1669 క్రిస్టల్లాగ్రఫీ సైన్స్ యొక్క అధికారిక పుట్టిన తేదీ, మరియు దీనిని అద్భుతమైన డానిష్ శాస్త్రవేత్త నికోలస్ స్టెనాన్ సృష్టించారు. . వాస్తవానికి, అతని పేరు నీల్స్ స్టెన్సెన్, అతను డానిష్, అతని లాటినైజ్డ్ పేరు నికోలస్ స్టెనాన్. అతను క్రిస్టలోగ్రఫీని మాత్రమే కాకుండా, అనేక శాస్త్రీయ విభాగాలను స్థాపించాడు మరియు అతను స్ఫటికశాస్త్రం యొక్క మొదటి నియమాన్ని రూపొందించాడు. ఆ సమయం నుండి, స్ఫటికాకార శాస్త్రం వేగవంతమైన పథంలో దాని అభివృద్ధిని ప్రారంభించింది.
నికోలాయ్ స్టెనాన్ ఒక ప్రత్యేకమైన జీవిత చరిత్రను కలిగి ఉన్నాడు. అతను అనేక శాస్త్రాల స్థాపకుడిగా మాత్రమే కాకుండా, కాథలిక్ చర్చిచే కాననైజ్ చేయబడ్డాడు. గొప్ప జర్మన్ కవి గోథే కూడా స్ఫటికాకారుడు. మరియు గోథే క్రిస్టల్లాగ్రఫీ ఉత్పాదకత లేనిది, దానిలోనే ఉంది మరియు సాధారణంగా ఈ శాస్త్రం పూర్తిగా పనికిరానిది, మరియు ఇది ఎందుకు అవసరమో స్పష్టంగా తెలియదు, కానీ ఒక పజిల్‌గా ఇది చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది మరియు దీని కారణంగా ఇది చాలా తెలివిగా ఆకర్షిస్తుంది. ప్రజలు. గోథే ఒక ప్రముఖ సైన్స్ ఉపన్యాసంలో ఇలా చెప్పాడు, అతను ఎక్కడో బాడెన్ రిసార్ట్స్‌లో ధనవంతులైన పనిలేకుండా ఉన్న మహిళలకు ఇచ్చాడు. మార్గం ద్వారా, గోథే, గోథైట్ పేరుతో ఒక ఖనిజం ఉంది. ఆ సమయంలో స్ఫటికాకార శాస్త్రం ఒక పనికిరాని శాస్త్రం అని చెప్పాలి, ఇది నిజంగా ఒకరకమైన గణిత శాస్త్రాలు మరియు పజిల్స్ స్థాయిలో ఉంది. కానీ సమయం గడిచిపోయింది మరియు 100 సంవత్సరాల క్రితం క్రిస్టల్లాగ్రఫీ అటువంటి శాస్త్రాల వర్గం నుండి ఉద్భవించింది మరియు చాలా ఉపయోగకరమైన శాస్త్రంగా మారింది. దీనికి ముందు పెను విషాదం చోటుచేసుకుంది.
నేను పునరావృతం చేస్తున్నాను, పదార్థం యొక్క పరమాణు నిర్మాణం 1912 వరకు ఒక పరికల్పనగా మిగిలిపోయింది. గొప్ప ఆస్ట్రియన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త లుడ్విగ్ బోల్ట్జ్‌మాన్ పదార్థం యొక్క పరమాణువు గురించి ఈ పరికల్పనపై తన శాస్త్రీయ వాదనలన్నింటినీ ఆధారం చేసుకున్నాడు మరియు అతని ప్రత్యర్థులు చాలా మంది తీవ్రంగా విమర్శించారు: "మీరు మీ సిద్ధాంతాలన్నింటినీ నిరూపించబడని పరికల్పనపై ఎలా నిర్మించగలరు?" లుడ్విగ్ బోల్ట్జ్‌మాన్, ఈ విమర్శల ప్రభావంతో పాటు ఆరోగ్యం బాగాలేక 1906లో ఆత్మహత్య చేసుకున్నాడు. ఇటలీలో కుటుంబ సమేతంగా విహారయాత్రకు వెళ్లిన అతడు ఉరి వేసుకున్నాడు. కేవలం 6 సంవత్సరాల తరువాత, పదార్థం యొక్క పరమాణు నిర్మాణం నిరూపించబడింది. కాబట్టి అతను కొంచెం ఓపికగా ఉంటే, అతను తన ప్రత్యర్థులందరిపై విజయం సాధించి ఉండేవాడు. సహనం కొన్నిసార్లు తెలివి కంటే ఎక్కువ, సహనం అంటే మేధావి కంటే కూడా ఎక్కువ. కాబట్టి, ఇవి ఎలాంటి ప్రయోగాలు? ఈ ప్రయోగాలు మాక్స్ వాన్ లౌచే లేదా మరింత ఖచ్చితంగా అతని గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులచే చేయబడ్డాయి. Max von Laue స్వయంగా అలాంటి ప్రయోగాలేమీ చేయలేదు, కానీ ఆలోచన అతనిది. ఒకవేళ పదార్థం నిజంగా పరమాణువులను కలిగి ఉంటే, నిజానికి, కెప్లర్ ఊహించినట్లుగా, పరమాణువులు ఆవర్తన, క్రమ పద్ధతిలో క్రిస్టల్‌లో నిర్మించబడి ఉంటే, అప్పుడు ఒక ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయాన్ని గమనించాలి. కొంతకాలం క్రితం, X- కిరణాలు కనుగొనబడ్డాయి. రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం ఆవర్తన పొడవుతో పోల్చబడినట్లయితే - ఒక వస్తువు యొక్క లక్షణ పొడవు, ఈ సందర్భంలో ఒక క్రిస్టల్, అప్పుడు విక్షేపణ దృగ్విషయాన్ని గమనించాలని అప్పటికి భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు బాగా అర్థం చేసుకున్నారు. అంటే, కిరణాలు ఖచ్చితంగా సరళ రేఖలో ప్రయాణించడమే కాకుండా, చాలా ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన కోణాలలో కూడా విచలనం చెందుతాయి. అందువలన, క్రిస్టల్ నుండి చాలా ప్రత్యేకమైన ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాను గమనించాలి. X- కిరణాల తరంగదైర్ఘ్యం తప్పనిసరిగా పరమాణువుల పరిమాణాన్ని పోలి ఉంటుందని తెలిసింది; పరమాణువులు ఉన్నట్లయితే, అణువుల పరిమాణం యొక్క అంచనాలు అవసరం. అందువల్ల, పదార్థం యొక్క నిర్మాణం యొక్క పరమాణు పరికల్పన సరైనది అయితే, స్ఫటికాల నుండి X- కిరణాల విక్షేపణను గమనించాలి. తనిఖీ చేయడం కంటే సులభం ఏమిటి?
ఒక సాధారణ ఆలోచన, ఒక సాధారణ ప్రయోగం, ఒక సంవత్సరం కంటే కొంచెం ఎక్కువ సమయం లో, లౌభౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నారు. మరియు మేము ఈ ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడానికి ప్రయత్నించవచ్చు. కానీ, దురదృష్టవశాత్తు, ఈ ప్రయోగాన్ని అందరూ గమనించడం ఇప్పుడు చాలా తేలికగా ఉంది. అయితే మనం ఒక సాక్షితో దీన్ని ప్రయత్నించవచ్చా? ఇక్కడకు వచ్చి ఈ ప్రయోగాన్ని ఎవరు గమనించగలరు?
చూడు. ఇక్కడ లేజర్ పాయింటర్ ఉంది, మేము దానిని ప్రకాశింపజేస్తాము - మరియు ఇక్కడ ఏమి జరుగుతుంది? మేము X- కిరణాలను ఉపయోగించము, కానీ ఒక ఆప్టికల్ లేజర్. మరియు ఇది క్రిస్టల్ యొక్క నిర్మాణం కాదు, కానీ దాని చిత్రం, 10 వేల రెట్లు పెంచబడింది: కానీ లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యం X- రే రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం కంటే 10 వేల రెట్లు ఎక్కువ, అందువలన విక్షేపణ స్థితి మళ్లీ సంతృప్తి చెందుతుంది - తరంగదైర్ఘ్యం క్రిస్టల్ లాటిస్ కాలంతో పోల్చవచ్చు. సాధారణ నిర్మాణం, ద్రవం లేని వస్తువును చూద్దాం. ఇక్కడ, ఒలేగ్, ఈ చిత్రాన్ని పట్టుకోండి, మరియు నేను లేజర్‌ను ప్రకాశిస్తాను, దగ్గరగా రండి, చిత్రం చిన్నదిగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే మనం ప్రొజెక్ట్ చేయలేము ... చూడండి, మీరు ఇక్కడ ఒక ఉంగరాన్ని చూస్తారు, లోపల ప్రత్యక్ష మార్గాన్ని వర్ణించే ఒక పాయింట్ ఉంది. పుంజం. కానీ రింగ్ అనేది ద్రవం యొక్క అస్తవ్యస్తమైన నిర్మాణం నుండి విక్షేపం. మన ముందు ఒక క్రిస్టల్ ఉంటే, అప్పుడు చిత్రం పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. మీరు చూడండి, ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన కోణాల వద్ద వైదొలిగే అనేక కిరణాలు మనకు ఉన్నాయి.
ఒలేగ్ (వాలంటీర్):పరమాణువులు ఎక్కువగా ఉన్నందువల్ల కావచ్చు...
ఆర్టియోమ్ ఒగానోవ్:కాదు, పరమాణువులు ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన విధంగా అమర్చబడినందున, అటువంటి విక్షేపణ చిత్రాన్ని మనం గమనించవచ్చు. ఈ చిత్రం చాలా సుష్టంగా ఉంది మరియు ఇది ముఖ్యమైనది. 100 సంవత్సరాల క్రితమే ఓలేగ్‌కు నోబెల్ బహుమతిని తెచ్చిపెట్టే అద్భుతమైన ప్రయోగాన్ని అభినందిద్దాం.
ఆ తర్వాతి సంవత్సరం, తండ్రి మరియు కొడుకు బ్రాగీ డిఫ్రాక్షన్ చిత్రాలను అర్థంచేసుకోవడం మరియు వాటి నుండి క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను గుర్తించడం నేర్చుకున్నారు. మొదటి నిర్మాణాలు చాలా సరళంగా ఉన్నాయి, కానీ ఇప్పుడు, 1985లో నోబెల్ బహుమతిని పొందిన తాజా పద్ధతులకు ధన్యవాదాలు, ప్రయోగం ఆధారంగా చాలా క్లిష్టమైన నిర్మాణాలను అర్థంచేసుకోవడం సాధ్యమవుతుంది. ఇది ఒలేగ్ మరియు నేను పునరుత్పత్తి చేసిన ప్రయోగం. ఇక్కడ ప్రారంభ నిర్మాణం ఉంది, ఇక్కడ బెంజీన్ అణువులు ఉన్నాయి మరియు ఇది ఒలేగ్ గమనించిన విక్షేపణ నమూనా. ఇప్పుడు, ప్రయోగం సహాయంతో, చాలా క్లిష్టమైన నిర్మాణాలను, ప్రత్యేకించి క్వాసిక్రిస్టల్స్ యొక్క నిర్మాణాలను అర్థంచేసుకోవడం సాధ్యమవుతుంది మరియు గత సంవత్సరం క్వాసిక్రిస్టల్స్ యొక్క ఆవిష్కరణకు కెమిస్ట్రీలో నోబెల్ బహుమతి లభించింది, ఈ ఘన పదార్థం యొక్క కొత్త స్థితి. ఈ ప్రాంతం ఎంత డైనమిక్‌గా ఉంది, మన జీవితకాలంలో ఎలాంటి ప్రాథమిక ఆవిష్కరణలు జరుగుతున్నాయి! ప్రోటీన్లు మరియు ఇతర జీవశాస్త్రపరంగా చురుకైన అణువుల నిర్మాణం కూడా ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్‌ని ఉపయోగించి అర్థాన్ని విడదీస్తుంది, ఆ గొప్ప స్ఫటికాకార సాంకేతికత.
కాబట్టి, పదార్థం యొక్క వివిధ స్థితులు మనకు తెలుసు: ఆర్డర్ చేయబడిన స్ఫటికాకార మరియు క్వాసిక్రిస్టలైన్, నిరాకార (క్రమరహిత ఘన స్థితి), అలాగే ద్రవ, వాయు మరియు పదార్థం యొక్క వివిధ పాలిమర్ స్థితులు. ఒక పదార్ధం యొక్క నిర్మాణాన్ని తెలుసుకోవడం, మీరు దాని యొక్క అనేక లక్షణాలను మరియు అధిక స్థాయి విశ్వసనీయతతో అంచనా వేయవచ్చు. పెరోవ్‌స్కైట్ రకం మెగ్నీషియం సిలికేట్ యొక్క నిర్మాణం ఇక్కడ ఉంది. పరమాణువుల యొక్క ఉజ్జాయింపు స్థానాలను తెలుసుకోవడం, ఉదాహరణకు, సాగే స్థిరాంకాలు వంటి చాలా కష్టమైన ఆస్తిని మీరు అంచనా వేయవచ్చు - ఈ ఆస్తి అనేక భాగాలతో ర్యాంక్ 4 టెన్సర్ ద్వారా వివరించబడింది మరియు మీరు ఈ సంక్లిష్ట ఆస్తిని ప్రయోగాత్మక ఖచ్చితత్వంతో అంచనా వేయవచ్చు, అణువుల స్థానాలు. మరియు ఈ పదార్ధం చాలా ముఖ్యమైనది, ఇది మన గ్రహం యొక్క పరిమాణంలో 40% ఉంటుంది. ఇది భూమిపై అత్యంత సాధారణ పదార్థం. మరియు పరమాణువుల అమరికను మాత్రమే తెలుసుకోవడం ద్వారా చాలా లోతులో ఉన్న ఈ పదార్ధం యొక్క లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం సాధ్యమవుతుంది.
లక్షణాలు నిర్మాణంతో ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, పదార్ధం యొక్క నిర్మాణాన్ని ఎలా అంచనా వేయాలి, తద్వారా మీరు కొత్త పదార్థాలను అంచనా వేయవచ్చు మరియు ఈ రకమైన పద్ధతులను ఉపయోగించి ఏమి జరిగింది అనే దాని గురించి నేను కొంచెం మాట్లాడాలనుకుంటున్నాను. మంచు నీటి కంటే ఎందుకు తేలికగా ఉంటుంది? మంచుకొండలు తేలుతూ మునిగిపోతాయని మనందరికీ తెలుసు, మంచు ఎప్పుడూ నది ఉపరితలంపైనే ఉంటుందని, దిగువన కాదు. ఏంటి విషయం? ఇది నిర్మాణం గురించి: మీరు ఈ మంచు నిర్మాణాన్ని చూస్తే, మీరు దానిలో పెద్ద షట్కోణ శూన్యాలను చూస్తారు మరియు మంచు కరగడం ప్రారంభించినప్పుడు, నీటి అణువులు ఈ షట్కోణ శూన్యాలను మూసుకుపోతాయి, దీని కారణంగా నీటి సాంద్రత సాంద్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. మంచు. మరియు ఈ ప్రక్రియ ఎలా జరుగుతుందో మేము ప్రదర్శించగలము. నేను మీకు షార్ట్ ఫిల్మ్ చూపిస్తాను, జాగ్రత్తగా చూడండి. ఉపరితలాల నుండి ద్రవీభవన ప్రారంభమవుతుంది, ఇది వాస్తవానికి ఎలా జరుగుతుంది, కానీ ఇది కంప్యూటర్ గణన. మరియు ద్రవీభవన లోపలికి ఎలా వ్యాపిస్తుందో మీరు చూస్తారు ... అణువులు కదులుతాయి మరియు ఈ షట్కోణ ఛానెల్‌లు ఎలా అడ్డుపడతాయో మీరు చూస్తారు మరియు నిర్మాణం యొక్క క్రమబద్ధత కోల్పోతుంది.
మంచు అనేక విభిన్న ఆకృతులను కలిగి ఉంటుంది మరియు మీరు మంచు నిర్మాణంలోని శూన్యాలను అతిథి అణువులతో నింపినప్పుడు మంచు యొక్క చాలా ఆసక్తికరమైన రూపం ఏర్పడుతుంది. కానీ నిర్మాణం కూడా మారుతుంది. నేను గ్యాస్ హైడ్రేట్లు లేదా క్లాత్రేట్లు అని పిలవబడే వాటి గురించి మాట్లాడుతున్నాను. మీరు నీటి అణువుల ఫ్రేమ్‌వర్క్‌ను చూస్తారు, దీనిలో అతిథి అణువులు లేదా అణువులు ఉన్న శూన్యాలు ఉన్నాయి. అతిథి అణువులు మీథేన్ కావచ్చు - ఒక సహజ వాయువు, బహుశా కార్బన్ డయాక్సైడ్, బహుశా, ఉదాహరణకు, ఒక జినాన్ అణువు, మరియు ఈ గ్యాస్ హైడ్రేట్లలో ప్రతి ఒక్కటి ఆసక్తికరమైన చరిత్రను కలిగి ఉంటుంది. వాస్తవం ఏమిటంటే మీథేన్ హైడ్రేట్ నిల్వలు సాంప్రదాయ వాయు క్షేత్రాల కంటే 2 ఆర్డర్‌ల పరిమాణంలో ఎక్కువ సహజ వాయువును కలిగి ఉంటాయి. ఈ రకమైన నిక్షేపాలు, ఒక నియమం వలె, సముద్రపు షెల్ఫ్‌లో మరియు పెర్మాఫ్రాస్ట్ జోన్‌లలో ఉన్నాయి. సమస్య ఏమిటంటే, వారి నుండి గ్యాస్‌ను సురక్షితంగా మరియు తక్కువ ఖర్చుతో ఎలా తీయాలో ప్రజలు ఇప్పటికీ నేర్చుకోలేదు. ఈ సమస్య పరిష్కరించబడితే, అప్పుడు మానవత్వం శక్తి సంక్షోభం గురించి మరచిపోగలదు, రాబోయే శతాబ్దాలుగా మనకు ఆచరణాత్మకంగా తరగని శక్తి వనరు ఉంటుంది. కార్బన్ డయాక్సైడ్ హైడ్రేట్ చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది - ఇది అదనపు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను పాతిపెట్టడానికి సురక్షితమైన మార్గంగా ఉపయోగించవచ్చు. మీరు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తక్కువ పీడనంతో మంచులోకి పంపి సముద్రగర్భంలో పారవేస్తారు. ఈ మంచు చాలా వేల సంవత్సరాలుగా చాలా ప్రశాంతంగా ఉంది. జినాన్ హైడ్రేట్ అనేది గ్రేట్ క్రిస్టల్ కెమిస్ట్ లైనస్ పౌలింగ్ 60 సంవత్సరాల క్రితం ముందుకు తెచ్చిన జినాన్ అనస్థీషియాకు వివరణగా పనిచేసింది: వాస్తవం ఏమిటంటే, ఒక వ్యక్తి తక్కువ పీడనంలో జినాన్‌ను పీల్చుకోవడానికి అనుమతించినట్లయితే, వ్యక్తి నొప్పి అనుభూతి చెందడం మానేస్తాడు. ఇది కొన్నిసార్లు శస్త్రచికిత్స ఆపరేషన్లలో అనస్థీషియా కోసం ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇప్పటికీ కనిపిస్తుంది. ఎందుకు?
జినాన్, అల్ప పీడనం కింద, నీటి అణువులతో సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది, మానవ నాడీ వ్యవస్థ ద్వారా విద్యుత్ సిగ్నల్ యొక్క ప్రచారాన్ని నిరోధించే చాలా గ్యాస్ హైడ్రేట్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. మరియు ఆపరేషన్ చేయబడిన కణజాలం నుండి నొప్పి సిగ్నల్ కేవలం కండరాలకు చేరుకోదు, జినాన్ హైడ్రేట్ సరిగ్గా ఈ నిర్మాణంతో ఏర్పడిన వాస్తవం కారణంగా. ఇది మొట్టమొదటి పరికల్పన, బహుశా నిజం కొంచెం క్లిష్టంగా ఉంటుంది, కానీ నిజం సమీపంలో ఉందని ఎటువంటి సందేహం లేదు. అటువంటి పోరస్ పదార్థాల గురించి మనం మాట్లాడేటప్పుడు, జియోలైట్స్ అని పిలవబడే మైక్రోపోరస్ సిలికేట్‌లను గుర్తుకు తెచ్చుకోలేము, వీటిని పరిశ్రమలో ఉత్ప్రేరకానికి, అలాగే చమురు పగుళ్ల సమయంలో అణువులను వేరు చేయడానికి చాలా విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, ఆక్టేన్ మరియు మీసో-ఆక్టేన్ అణువులు జియోలైట్ల ద్వారా సంపూర్ణంగా వేరు చేయబడ్డాయి: అవి ఒకే రసాయన సూత్రం, కానీ అణువుల నిర్మాణం కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది: వాటిలో ఒకటి పొడవుగా మరియు సన్నగా ఉంటుంది, రెండవది చిన్నది మరియు మందంగా ఉంటుంది. మరియు సన్నగా ఉన్నది నిర్మాణం యొక్క శూన్యాల గుండా వెళుతుంది మరియు మందంగా ఉన్నది తొలగించబడుతుంది మరియు అందువల్ల అటువంటి నిర్మాణాలు, అటువంటి పదార్ధాలను పరమాణు జల్లెడలు అంటారు. ఈ మాలిక్యులర్ జల్లెడలు నీటిని శుద్ధి చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ప్రత్యేకించి, మన కుళాయిలలో మనం త్రాగే నీరు తప్పనిసరిగా జియోలైట్ల సహాయంతో సహా బహుళ వడపోత గుండా వెళుతుంది. ఈ విధంగా, మీరు అనేక రకాల రసాయన కాలుష్య కారకాలతో కాలుష్యాన్ని వదిలించుకోవచ్చు. రసాయన కాలుష్య కారకాలు కొన్నిసార్లు చాలా ప్రమాదకరమైనవి. హెవీ మెటల్ విషప్రయోగం చాలా విచారకరమైన చారిత్రక ఉదాహరణలకు దారితీసిన ఉదాహరణలు చరిత్రకు తెలుసు.
స్పష్టంగా, చైనా యొక్క మొదటి చక్రవర్తి, క్విన్ షి హువాంగ్ మరియు ఇవాన్ ది టెర్రిబుల్ పాదరసం విషానికి గురయ్యారు మరియు పిచ్చి హేటర్ వ్యాధి అని పిలవబడేది చాలా బాగా అధ్యయనం చేయబడింది; ఇంగ్లాండ్‌లో 18వ మరియు 19వ శతాబ్దాలలో, మొత్తం తరగతి ప్రజలు టోపీ పరిశ్రమలో పని చేస్తున్నప్పుడు ఒక వింత వ్యాధితో చాలా త్వరగా అనారోగ్యానికి గురయ్యాడు, ఇది మాడ్ హేటర్స్ డిసీజ్ అనే నాడీ సంబంధిత వ్యాధి. వారి మాటలు అసంబద్ధంగా మారాయి, వారి చర్యలు అర్థరహితంగా మారాయి, వారి అవయవాలు అదుపులేనంత వణుకుతున్నాయి మరియు వారు మతిభ్రమణం మరియు పిచ్చిలో పడిపోయారు. పాదరసం లవణాల ద్రావణాలలో ఈ టోపీలను నానబెట్టడం వలన వారి శరీరాలు పాదరసంతో నిరంతరం సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, ఇది వారి శరీరంలోకి ప్రవేశించి నాడీ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇవాన్ ది టెర్రిబుల్ 30 సంవత్సరాల వయస్సు వరకు చాలా ప్రగతిశీల, మంచి రాజు, ఆ తర్వాత అతను రాత్రిపూట మారిపోయాడు - మరియు పిచ్చి నిరంకుశుడు అయ్యాడు. అతని శరీరాన్ని వెలికితీసినప్పుడు, అతని ఎముకలు తీవ్రంగా వైకల్యంతో ఉన్నాయని మరియు పాదరసం యొక్క భారీ సాంద్రతను కలిగి ఉందని తేలింది. వాస్తవం ఏమిటంటే, జార్ తీవ్రమైన ఆర్థరైటిస్‌తో బాధపడ్డాడు మరియు ఆ సమయంలో ఆర్థరైటిస్‌కు పాదరసం లేపనాలను రుద్దడం ద్వారా చికిత్స చేశారు - ఇది ఏకైక నివారణ, మరియు బహుశా పాదరసం ఇవాన్ ది టెర్రిబుల్ యొక్క వింత పిచ్చిని వివరిస్తుంది. ప్రస్తుత రూపంలో చైనాను సృష్టించిన వ్యక్తి క్విన్ షి హువాంగ్, 36 సంవత్సరాలు పాలించాడు, అందులో మొదటి 12 సంవత్సరాలు అతను తన తల్లి, రీజెంట్ చేతిలో కీలుబొమ్మగా ఉన్నాడు, అతని కథ హామ్లెట్ కథను పోలి ఉంటుంది. అతని తల్లి మరియు ఆమె ప్రేమికుడు అతని తండ్రిని చంపారు, ఆపై అతనిని వదిలించుకోవడానికి ప్రయత్నించారు, ఇది ఒక భయంకరమైన కథ. కానీ, పరిణతి చెందిన తరువాత, అతను తనను తాను పరిపాలించడం ప్రారంభించాడు - మరియు 12 సంవత్సరాలలో అతను చైనాలోని 7 రాజ్యాల మధ్య అంతర్గత యుద్ధాన్ని ఆపివేసాడు, ఇది 400 సంవత్సరాలు కొనసాగింది, అతను చైనాను ఏకం చేశాడు, అతను బరువులు, డబ్బు, ఏకీకృత చైనీస్ రచనలను ఏకం చేశాడు, అతను గొప్పని నిర్మించాడు. చైనా గోడ, అతను ఇప్పటికీ ఉపయోగంలో ఉన్న 6 5 వేల కిలోమీటర్ల హైవేలను నిర్మించాడు, ఇప్పటికీ ఉపయోగంలో ఉన్న కాలువలు, మరియు ఇది ఒక వ్యక్తి ద్వారా జరిగింది, కానీ ఇటీవలి సంవత్సరాలలో అతను మానిక్ పిచ్చి యొక్క కొన్ని వింత రూపంతో బాధపడ్డాడు. అతని రసవాదులు, అతన్ని అమరత్వంగా మార్చడానికి, అతనికి పాదరసం మాత్రలు ఇచ్చారు, ఇది అతన్ని అమరత్వంగా మారుస్తుందని వారు విశ్వసించారు, ఫలితంగా, అసాధారణమైన ఆరోగ్యంతో స్పష్టంగా గుర్తించబడిన ఈ వ్యక్తి 50 ఏళ్లు రాకముందే మరణించాడు మరియు చివరి సంవత్సరాలు ఈ చిన్న జీవితం పిచ్చితో కప్పబడి ఉంది. లీడ్ పాయిజనింగ్ చాలా మంది రోమన్ చక్రవర్తులను దాని బాధితులుగా చేసి ఉండవచ్చు: రోమ్‌లో సీసం నీటి సరఫరా, అక్విడక్ట్ ఉంది మరియు సీసం విషంతో, మెదడులోని కొన్ని భాగాలు కుంచించుకుపోతాయని, మీరు దీన్ని టోమోగ్రాఫిక్ చిత్రాలు, ఇంటెలిజెన్స్ డ్రాప్‌లలో కూడా చూడవచ్చు. , IQ పడిపోతుంది, ఒక వ్యక్తి చాలా దూకుడుగా మారతాడు. అనేక నగరాలు మరియు దేశాల్లో ఇప్పటికీ ప్రధాన సమస్య పెద్ద సమస్య. ఈ రకమైన అవాంఛిత పరిణామాలను వదిలించుకోవడానికి, పర్యావరణాన్ని శుభ్రం చేయడానికి కొత్త పదార్థాలను అభివృద్ధి చేయాలి.
పూర్తిగా వివరించబడని ఒక ఆసక్తికరమైన పదార్థం సూపర్ కండక్టర్స్. సూపర్ కండక్టివిటీ కూడా 100 సంవత్సరాల క్రితం కనుగొనబడింది. ఈ దృగ్విషయం ఎక్కువగా అన్యదేశమైనది; ఇది అనుకోకుండా కనుగొనబడింది. వారు ద్రవ హీలియంలో పాదరసం చల్లబరిచారు, విద్యుత్ నిరోధకతను కొలుస్తారు, అది సరిగ్గా సున్నాకి పడిపోయిందని తేలింది, మరియు సూపర్ కండక్టర్లు పూర్తిగా అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని బయటకు నెట్టివేసి అయస్కాంత క్షేత్రంలో లేవగలవని తేలింది. సూపర్ కండక్టర్ల యొక్క ఈ రెండు లక్షణాలు హై-టెక్ అప్లికేషన్లలో చాలా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. 100 సంవత్సరాల క్రితం కనుగొనబడిన సూపర్ కండక్టివిటీ రకం వివరించబడింది, ఇది వివరించడానికి అర్ధ శతాబ్దం పట్టింది మరియు ఈ వివరణ జాన్ బార్డీన్ మరియు అతని సహచరులకు నోబెల్ బహుమతిని తెచ్చిపెట్టింది. కానీ 80 లలో, ఇప్పటికే మన శతాబ్దంలో, ఒక కొత్త రకం సూపర్ కండక్టివిటీ కనుగొనబడింది మరియు ఉత్తమ సూపర్ కండక్టర్లు ఖచ్చితంగా ఈ తరగతికి చెందినవి - రాగి ఆధారంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లు. ఒక ఆసక్తికరమైన లక్షణం ఏమిటంటే, అటువంటి సూపర్ కండక్టివిటీకి ఇప్పటికీ వివరణ లేదు. సూపర్ కండక్టర్లకు చాలా అప్లికేషన్లు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, సూపర్ కండక్టర్ల సహాయంతో అత్యంత శక్తివంతమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలు సృష్టించబడతాయి మరియు ఇది మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. మాగ్నెటిక్ లెవిటేటింగ్ రైళ్లు మరొక అప్లికేషన్, మరియు నేను షాంఘైలో అలాంటి రైలులో వ్యక్తిగతంగా తీసిన ఫోటో ఇక్కడ ఉంది - గంటకు 431 కిలోమీటర్ల వేగం సూచిక కనిపిస్తుంది. సూపర్ కండక్టర్లు కొన్నిసార్లు చాలా అన్యదేశంగా ఉంటాయి: సేంద్రీయ సూపర్ కండక్టర్లు, అంటే కార్బన్-ఆధారిత సూపర్ కండక్టర్లు, 30 సంవత్సరాలకు పైగా ప్రసిద్ది చెందాయి; వజ్రాన్ని కూడా తక్కువ మొత్తంలో బోరాన్ అణువులను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా సూపర్ కండక్టర్‌గా మార్చవచ్చని తేలింది. గ్రాఫైట్ను సూపర్ కండక్టర్‌గా కూడా తయారు చేయవచ్చు.
పదార్థాల లక్షణాలు లేదా వాటి యొక్క అజ్ఞానం ఎలా ప్రాణాంతక పరిణామాలకు దారితీస్తుందనే దాని గురించి ఇక్కడ ఆసక్తికరమైన చారిత్రక సమాంతరం ఉంది. రెండు కథలు చాలా అందంగా ఉన్నాయి, కానీ, స్పష్టంగా, చారిత్రాత్మకంగా తప్పు, కానీ నేను ఇప్పటికీ వాటిని చెబుతాను, ఎందుకంటే అందమైన కథ కొన్నిసార్లు నిజమైన కథ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. జనాదరణ పొందిన సైన్స్ సాహిత్యంలో, టిన్ ప్లేగు యొక్క ప్రభావం రష్యాలోని నెపోలియన్ మరియు కెప్టెన్ స్కాట్ దక్షిణ ధృవానికి చేసిన యాత్రలను ఎలా నాశనం చేసిందనే దాని గురించి ప్రస్తావించడం చాలా సాధారణం. వాస్తవం ఏమిటంటే, 13 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద టిన్ మెటల్ (ఇది వైట్ టిన్) నుండి గ్రే టిన్, సెమీకండక్టర్‌గా మారుతుంది, అయితే సాంద్రత బాగా పడిపోతుంది - మరియు టిన్ వేరుగా పడిపోతుంది. దీనిని "టిన్ ప్లేగు" అని పిలుస్తారు - టిన్ కేవలం దుమ్ముగా విరిగిపోతుంది. నేను ఎప్పుడూ చూడని కథను పూర్తిగా వివరించడం ఇక్కడ ఉంది. నెపోలియన్ 620 వేల సైన్యంతో రష్యాకు వస్తాడు, సాపేక్షంగా కొన్ని చిన్న యుద్ధాలు మాత్రమే చేస్తాడు - మరియు 150 వేల మంది మాత్రమే బోరోడినోకు చేరుకుంటారు. 620 మంది వచ్చారు, 150 వేల మంది బోరోడినోకు దాదాపు పోరాటం లేకుండా చేరుకుంటారు. బోరోడినో కింద సుమారు 40 వేల మంది బాధితులు ఉన్నారు, తరువాత మాస్కో నుండి తిరోగమనం - మరియు 5 వేల మంది సజీవంగా పారిస్ చేరుకున్నారు. మార్గం ద్వారా, తిరోగమనం కూడా దాదాపు పోరాటం లేకుండా ఉంది. ఏం జరుగుతుంది? పోరు లేకుండా 620 వేల నుంచి 5 వేలకు ఎలా వెళ్లగలం? ప్రతిదానికీ టిన్ ప్లేగు కారణమని చెప్పుకునే చరిత్రకారులు ఉన్నారు: సైనికుల యూనిఫామ్‌లపై బటన్లు టిన్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి, చల్లని వాతావరణం ఏర్పడిన వెంటనే టిన్ విరిగిపోయింది మరియు సైనికులు రష్యన్ మంచులో వాస్తవంగా నగ్నంగా ఉన్నారు. . సమస్య ఏమిటంటే, బటన్లు మురికి టిన్ నుండి తయారు చేయబడ్డాయి, ఇది టిన్ ప్లేగుకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.
చాలా తరచుగా మీరు ప్రముఖ సైన్స్ ప్రెస్‌లో, కెప్టెన్ స్కాట్, వివిధ వెర్షన్ల ప్రకారం, ఇంధన ట్యాంకుల్లో టిన్ సోల్డర్‌లను కలిగి ఉన్న విమానాలను లేదా టిన్ డబ్బాల్లో తయారుగా ఉన్న ఆహారాన్ని తీసుకువెళ్లినట్లు ప్రస్తావన చూడవచ్చు - టిన్ మళ్లీ విరిగిపోయింది మరియు యాత్ర. ఆకలి మరియు చలితో చనిపోయాడు. నేను నిజానికి కెప్టెన్ స్కాట్ డైరీలను చదివాను - అతను ఏ విమానాల గురించి ప్రస్తావించలేదు, అతనికి ఒక రకమైన స్నోమొబైల్ ఉంది, కానీ మళ్ళీ అతను ఇంధన ట్యాంక్ గురించి వ్రాయలేదు మరియు అతను తయారుగా ఉన్న ఆహారం గురించి కూడా వ్రాయడు. కాబట్టి ఈ పరికల్పనలు, స్పష్టంగా, తప్పు, కానీ చాలా ఆసక్తికరమైన మరియు బోధనాత్మకమైనవి. మరియు మీరు చల్లని వాతావరణానికి వెళుతున్నట్లయితే టిన్ ప్లేగు యొక్క ప్రభావాన్ని గుర్తుంచుకోవడం ఏ సందర్భంలోనైనా ఉపయోగపడుతుంది.
ఇక్కడ ఒక భిన్నమైన అనుభవం ఉంది మరియు ఇక్కడ నాకు వేడినీరు కావాలి. పదార్థాలు మరియు వాటి నిర్మాణంతో అనుబంధించబడిన మరొక ప్రభావం, ఏ వ్యక్తికి సంభవించనిది, షేప్ మెమరీ ప్రభావం, ఇది పూర్తిగా ప్రమాదవశాత్తు కనుగొనబడింది. ఈ దృష్టాంతంలో మీరు నా సహచరులు ఈ వైర్ నుండి రెండు అక్షరాలను తయారు చేశారని మీరు చూస్తారు: T U, సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయం, వారు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఈ ఫారమ్‌ను గట్టిపరిచారు. మీరు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆకారాన్ని గట్టిపడితే, పదార్థం ఆ ఆకారాన్ని గుర్తుంచుకుంటుంది. మీరు హృదయాన్ని తయారు చేసుకోవచ్చు, ఉదాహరణకు, దానిని మీ ప్రియమైన వ్యక్తికి ఇచ్చి ఇలా చెప్పండి: ఈ హృదయం నా భావాలను ఎప్పటికీ గుర్తుంచుకుంటుంది ... అప్పుడు ఈ ఆకారాన్ని నాశనం చేయవచ్చు, కానీ మీరు దానిని వేడి నీటిలో ఉంచిన వెంటనే, ఆకారం పునరుద్ధరించబడుతుంది, అది మేజిక్ లాగా కనిపిస్తుంది. మీరు ఇప్పుడే ఈ ఆకారాన్ని విచ్ఛిన్నం చేసారు, కానీ మీరు దానిని వేడి నీటిలో ఉంచినట్లయితే, ఆకారం పునరుద్ధరించబడుతుంది. మరియు ఇవన్నీ 60 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఈ పదార్థంలో సంభవించే చాలా ఆసక్తికరమైన మరియు సూక్ష్మమైన నిర్మాణ పరివర్తనకు కృతజ్ఞతలు తెలుపుతాయి, అందుకే మా ప్రయోగంలో వేడి నీటి అవసరం. మరియు అదే పరివర్తన ఉక్కులో సంభవిస్తుంది, కానీ ఉక్కులో ఇది చాలా నెమ్మదిగా జరుగుతుంది - మరియు ఆకృతి మెమరీ ప్రభావం తలెత్తదు. ఉక్కు కూడా అలాంటి ప్రభావాన్ని చూపినట్లయితే, మనం పూర్తిగా భిన్నమైన ప్రపంచంలో జీవిస్తాము. ఆకృతి మెమరీ ప్రభావం అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది: దంత జంట కలుపులు, గుండె బైపాస్‌లు, శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి విమానాలలో ఇంజిన్ భాగాలు, గ్యాస్ మరియు చమురు పైప్‌లైన్‌లలో సంశ్లేషణలు. ఇప్పుడు నాకు మరొక వాలంటీర్ కావాలి...దయచేసి, మీ పేరు ఏమిటి? వికా? ఈ వైర్‌తో మాకు విక్కీ సహాయం కావాలి, ఇది షేప్ మెమరీ వైర్. అదే నిటినోల్ మిశ్రమం, నికెల్ మరియు టైటానియం మిశ్రమం. ఈ వైర్ స్ట్రెయిట్ వైర్ రూపంలో గట్టిపడింది మరియు ఇది ఈ ఫారమ్‌ను ఎప్పటికీ గుర్తుంచుకుంటుంది. వికా, ఈ వైర్ యొక్క భాగాన్ని తీసుకొని, సాధ్యమైన ప్రతి విధంగా ట్విస్ట్ చేయండి, వీలైనంత పరోక్షంగా చేయండి, కేవలం ఏ నాట్లను కట్టవద్దు: ముడి విప్పు కాదు. మరియు ఇప్పుడు వేడినీటిలో ముంచండి, మరియు వైర్ ఈ ఆకారాన్ని గుర్తుంచుకుంటుంది ... బాగా, అది నిఠారుగా ఉందా? ఈ ప్రభావం ఎప్పటికీ గమనించవచ్చు, నేను బహుశా వెయ్యి సార్లు చూశాను, కానీ ప్రతిసారీ, చిన్నపిల్లలా, నేను ఎంత అందంగా ఉన్నానో చూసి మెచ్చుకుంటాను. వికాను అభినందిద్దాం. కంప్యూటర్‌లో అటువంటి పదార్థాలను అంచనా వేయడం నేర్చుకుంటే చాలా బాగుంటుంది.
మరియు ఇక్కడ పదార్థాల ఆప్టికల్ లక్షణాలు ఉన్నాయి, ఇవి కూడా పూర్తిగా అల్పమైనవి కావు. అనేక పదార్థాలు, దాదాపు అన్ని స్ఫటికాలు, వివిధ దిశల్లో మరియు వేర్వేరు వేగంతో ప్రయాణించే రెండు కిరణాలుగా కాంతి పుంజంను విభజించాయి. ఫలితంగా, మీరు కొన్ని శాసనం వద్ద క్రిస్టల్ ద్వారా చూస్తే, శాసనం ఎల్లప్పుడూ కొద్దిగా రెట్టింపుగా ఉంటుంది. కానీ, ఒక నియమం వలె, ఇది మన కళ్ళకు గుర్తించబడదు. కొన్ని స్ఫటికాలలో ఈ ప్రభావం చాలా బలంగా ఉంది, వాస్తవానికి మీరు రెండు శాసనాలను చూడవచ్చు.
ప్రేక్షకుల నుండి ప్రశ్న:మీరు వేర్వేరు వేగంతో చెప్పారా?
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:అవును, కాంతి వేగం శూన్యంలో మాత్రమే స్థిరంగా ఉంటుంది. ఘనీభవించిన మాధ్యమంలో ఇది తక్కువగా ఉంటుంది. ఇంకా, ప్రతి పదార్థానికి నిర్దిష్ట రంగు ఉందని ఆలోచించడం మనకు అలవాటు. రూబీ ఎరుపు, నీలమణి నీలం, కానీ రంగు కూడా దిశపై ఆధారపడి ఉంటుందని తేలింది. సాధారణంగా, క్రిస్టల్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలలో ఒకటి అనిసోట్రోపి - దిశపై లక్షణాల ఆధారపడటం. ఈ దిశలో మరియు ఈ దిశలో ఉన్న లక్షణాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇక్కడ ఖనిజ కార్డిరైట్ ఉంది, దీని రంగు గోధుమ-పసుపు నుండి నీలం వరకు వేర్వేరు దిశల్లో మారుతుంది, ఇది అదే క్రిస్టల్. ఎవరైనా నన్ను నమ్మలేదా? నేను ప్రత్యేకంగా కార్డిరైట్ క్రిస్టల్‌ని తీసుకొచ్చాను, దయచేసి... చూడండి, ఏ రంగు?
ప్రేక్షకుల నుండి ప్రశ్న:ఇది తెల్లగా కనిపిస్తుంది, కానీ ఇలా ...
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:కొన్ని కాంతి నుండి, తెలుపు వంటి, ఊదా, మీరు కేవలం క్రిస్టల్ రొటేట్. వైకింగ్స్ అమెరికాను ఎలా కనుగొన్నారనే దాని గురించి నిజానికి ఒక ఐస్లాండిక్ లెజెండ్ ఉంది. మరియు చాలా మంది చరిత్రకారులు ఈ పురాణంలో ఈ ప్రభావం యొక్క ఉపయోగం యొక్క సూచనను చూస్తారు. అట్లాంటిక్ మహాసముద్రం మధ్యలో వైకింగ్స్ కోల్పోయినప్పుడు, వారి రాజు ఒక నిర్దిష్ట సూర్యుని రాయిని బయటకు తీశాడు, మరియు ట్విలైట్ లైట్లో అతను పశ్చిమానికి దిశను నిర్ణయించగలిగాడు, అందువలన వారు అమెరికాకు ప్రయాణించారు. సూర్య రాయి అంటే ఏమిటో ఎవరికీ తెలియదు, కాని చాలా మంది చరిత్రకారులు వికా తన చేతుల్లో పట్టుకున్నది సూర్య రాయి అని నమ్ముతారు, కార్డిరైట్, మార్గం ద్వారా, కార్డిరైట్ నార్వే తీరంలో కనుగొనబడింది మరియు ఈ క్రిస్టల్ సహాయంతో మీరు నిజంగా చేయవచ్చు ట్విలైట్ లైట్లో, సాయంత్రం వెలుతురులో, అలాగే ధ్రువ అక్షాంశాలలో నావిగేట్ చేయండి. మరియు ఈ ప్రభావాన్ని US వైమానిక దళం 50ల వరకు ఉపయోగించింది, అది మరింత అధునాతన పద్ధతుల ద్వారా భర్తీ చేయబడింది. మరియు ఇక్కడ మరొక ఆసక్తికరమైన ప్రభావం ఉంది - అలెగ్జాండ్రైట్, ఎవరికైనా కోరిక ఉంటే, నేను సింథటిక్ అలెగ్జాండ్రైట్ యొక్క క్రిస్టల్‌ను తీసుకువచ్చాను మరియు కాంతి మూలాన్ని బట్టి దాని రంగు మారుతుంది: పగటి మరియు విద్యుత్. చివరకు, శాస్త్రవేత్తలు మరియు కళా చరిత్రకారులు అనేక శతాబ్దాలుగా అర్థం చేసుకోలేని మరొక ఆసక్తికరమైన ప్రభావం. లైకర్గస్ కప్ అనేది 2 వేల సంవత్సరాల క్రితం రోమన్ కళాకారులచే తయారు చేయబడిన ఒక వస్తువు. ప్రసరించే కాంతిలో, ఈ గిన్నె ఆకుపచ్చగా ఉంటుంది మరియు ప్రసారం చేయబడిన కాంతిలో ఇది ఎరుపు రంగులో ఉంటుంది. మరియు మేము దీన్ని కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం అక్షరాలా అర్థం చేసుకోగలిగాము. గిన్నె స్వచ్ఛమైన గాజుతో తయారు చేయబడలేదని, కానీ బంగారు నానోపార్టికల్స్ కలిగి ఉందని తేలింది, ఇది ఈ ప్రభావాన్ని సృష్టించింది. ఇప్పుడు మేము రంగు యొక్క స్వభావాన్ని అర్థం చేసుకున్నాము - రంగు నిర్దిష్ట శోషణ పరిధులతో, ఒక పదార్ధం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణంతో ముడిపడి ఉంటుంది మరియు ఇది పదార్ధం యొక్క పరమాణు నిర్మాణంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
ప్రేక్షకుల నుండి ప్రశ్న:"ప్రతిబింబించిన" మరియు "ప్రసారం" అనే భావనలను స్పష్టం చేయవచ్చా?
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:చెయ్యవచ్చు! మార్గం ద్వారా, కార్డిరైట్ వేర్వేరు దిశల్లో వేర్వేరు రంగులను ఎందుకు కలిగి ఉందో ఇదే శోషణ స్పెక్ట్రా నిర్ణయిస్తుందని నేను గమనించాను. వాస్తవం ఏమిటంటే, క్రిస్టల్ యొక్క నిర్మాణం - ప్రత్యేకించి, కార్డిరైట్ - వేర్వేరు దిశలలో భిన్నంగా కనిపిస్తుంది మరియు ఈ దిశలలో కాంతి భిన్నంగా శోషించబడుతుంది.
తెల్లని కాంతి అంటే ఏమిటి? ఇది ఎరుపు నుండి వైలెట్ వరకు మొత్తం స్పెక్ట్రం, మరియు కాంతి క్రిస్టల్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఈ పరిధిలో కొంత భాగం గ్రహించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక క్రిస్టల్ నీలి కాంతిని గ్రహించగలదు మరియు ఈ పట్టిక నుండి ఫలితంగా ఏమి జరుగుతుందో మీరు చూడవచ్చు. మీరు నీలి కిరణాలను గ్రహిస్తే, అవుట్‌పుట్ నారింజ రంగులో ఉంటుంది, కాబట్టి మీరు ఏదైనా నారింజను చూసినప్పుడు, అది నీలిరంగు పరిధిలో శోషించబడుతుందని మీకు తెలుసు. మీరు టేబుల్‌పై అదే కప్పు లైకర్‌గస్‌ను కలిగి ఉన్నప్పుడు, కాంతి పడిపోతుంది మరియు ఈ కాంతిలో కొంత భాగం చెల్లాచెదురుగా మరియు మీ కళ్ళకు తగిలితే చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. కాంతి వికీర్ణం పూర్తిగా భిన్నమైన చట్టాలను పాటిస్తుంది మరియు ముఖ్యంగా, వస్తువు యొక్క ధాన్యం పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కాంతి వెదజల్లడానికి ధన్యవాదాలు, ఆకాశం నీలం. ఈ రంగులను వివరించడానికి ఉపయోగించే రేలీ స్కాటరింగ్ చట్టం ఉంది.
నిర్మాణానికి సంబంధించిన లక్షణాలు ఎలా ఉన్నాయో నేను మీకు చూపించాను. క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని ఎలా అంచనా వేయాలో ఇప్పుడు మనం క్లుప్తంగా పరిశీలిస్తాము. దీనర్థం స్ఫటిక నిర్మాణాలను అంచనా వేసే సమస్య ఇటీవల వరకు పరిష్కరించలేనిదిగా పరిగణించబడింది. ఈ సమస్య ఈ క్రింది విధంగా రూపొందించబడింది: గరిష్ట స్థిరత్వాన్ని ఇచ్చే అణువుల అమరికను ఎలా కనుగొనాలి - అంటే, అత్యల్ప శక్తి? ఇది ఎలా చెయ్యాలి? వాస్తవానికి, మీరు అంతరిక్షంలో అణువుల అమరిక కోసం అన్ని ఎంపికల ద్వారా వెళ్ళవచ్చు, కానీ అలాంటి అనేక ఎంపికలు ఉన్నాయని తేలింది, వాటి ద్వారా వెళ్ళడానికి మీకు తగినంత సమయం ఉండదు; వాస్తవానికి, చాలా సరళంగా కూడా. సిస్టమ్‌లు, చెప్పాలంటే, 20 పరమాణువులతో, కంప్యూటర్‌లో సాధ్యమయ్యే ఈ కలయికలన్నింటినీ క్రమబద్ధీకరించడానికి మీకు విశ్వం యొక్క సమయం కంటే ఎక్కువ సమయం అవసరం. అందువల్ల, ఈ సమస్య పరిష్కరించబడదని నమ్ముతారు. అయినప్పటికీ, ఈ సమస్య అనేక పద్ధతులను ఉపయోగించి పరిష్కరించబడింది మరియు అత్యంత ప్రభావవంతమైన పద్ధతి, ఇది అనాగరికంగా అనిపించినప్పటికీ, నా సమూహం అభివృద్ధి చేసింది. ఈ పద్ధతిని "విజయం", "USPEX", పరిణామ పద్ధతి, పరిణామ అల్గోరిథం అని పిలుస్తారు, దీని సారాంశం నేను ఇప్పుడు మీకు వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తాను. సమస్య కొన్ని బహుమితీయ ఉపరితలంపై ప్రపంచ గరిష్టాన్ని కనుగొనడానికి సమానం - సరళత కోసం, రెండు డైమెన్షనల్ ఉపరితలాన్ని పరిశీలిద్దాం, భూమి యొక్క ఉపరితలం, ఇక్కడ మీరు మ్యాప్‌లు లేకుండా ఎత్తైన పర్వతాన్ని కనుగొనాలి. నా ఆస్ట్రేలియన్ సహోద్యోగి రిచర్డ్ క్లెగ్ చెప్పిన విధంగా చెప్పండి - అతను ఆస్ట్రేలియన్, అతను కంగారూలను ప్రేమిస్తాడు మరియు అతని సూత్రీకరణలో, కంగారూలను, బొత్తిగా తెలివితక్కువ జంతువులను ఉపయోగించి, మీరు భూమి యొక్క ఉపరితలంపై ఎత్తైన ప్రదేశాన్ని నిర్ణయించాలి. కంగారు సాధారణ సూచనలను మాత్రమే అర్థం చేసుకుంటుంది - పైకి వెళ్లండి, క్రిందికి వెళ్ళండి. పరిణామ అల్గారిథమ్‌లో, మేము కంగారూల సమూహాన్ని యాదృచ్ఛికంగా, గ్రహం మీద వేర్వేరు పాయింట్‌లకు వదిలివేస్తాము మరియు వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి సూచనలను అందిస్తాము: సమీప కొండపైకి వెళ్లండి. మరియు వారు వెళ్తారు. ఈ కంగారూలు స్పారో హిల్స్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, ఉదాహరణకు, మరియు ఎల్బ్రస్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, వాటిలో ఎత్తుకు చేరుకోని వారిని తొలగించి వెనక్కి కాల్చివేస్తారు. ఒక వేటగాడు వస్తాడు, నేను దాదాపు చెప్పాను, ఒక కళాకారుడు, ఒక వేటగాడు వచ్చి కాల్చివేస్తాడు మరియు జీవించి ఉన్నవారికి పునరుత్పత్తి హక్కు లభిస్తుంది. మరియు దీనికి ధన్యవాదాలు, మొత్తం శోధన స్థలం నుండి అత్యంత ఆశాజనక ప్రాంతాలను గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది. మరియు అంచెలంచెలుగా, ఎత్తైన మరియు ఎత్తైన కంగారూలను కాల్చడం ద్వారా, మీరు కంగారూ జనాభాను ప్రపంచ గరిష్ట స్థాయికి తరలిస్తారు. కంగారూలు మరింత విజయవంతమైన సంతానం ఉత్పత్తి చేస్తాయి, వేటగాళ్ళు కంగారూలను కాల్చివేస్తారు, అవి ఎత్తుకు మరియు ఎత్తుకు ఎక్కుతాయి, తద్వారా ఈ జనాభాను ఎవరెస్ట్‌కు నడపవచ్చు.
మరియు ఇది పరిణామ పద్ధతుల యొక్క సారాంశం. సరళత కోసం, ఇది ఖచ్చితంగా ఎలా అమలు చేయబడింది అనే సాంకేతిక వివరాలను నేను విస్మరిస్తున్నాను. మరియు ఇక్కడ ఈ పద్ధతి యొక్క మరొక రెండు డైమెన్షనల్ అమలు ఉంది, ఇక్కడ శక్తుల ఉపరితలం ఉంది, మేము బ్లూస్ట్ పాయింట్‌ను కనుగొనాలి, ఇక్కడ మా ప్రారంభ, యాదృచ్ఛిక నిర్మాణాలు ఉన్నాయి - ఇవి బోల్డ్ చుక్కలు. గణన వెంటనే వాటిలో ఏది చెడ్డది, ఎరుపు మరియు పసుపు ప్రాంతాల్లో, మరియు వాటిలో ఏది అత్యంత ఆశాజనకంగా ఉన్నాయి: నీలం, ఆకుపచ్చ ప్రాంతాలలో. మరియు దశలవారీగా, అత్యంత అనుకూలమైన, అత్యంత స్థిరమైన నిర్మాణాన్ని కనుగొనే వరకు అత్యంత ఆశాజనకమైన ప్రాంతాలను పరీక్షించే సాంద్రత పెరుగుతుంది. నిర్మాణాలను అంచనా వేయడానికి వివిధ పద్ధతులు ఉన్నాయి - యాదృచ్ఛిక శోధన పద్ధతులు, కృత్రిమ ఎనియలింగ్ మరియు మొదలైనవి, కానీ ఈ పరిణామ పద్ధతి అత్యంత శక్తివంతమైనదిగా మారింది.
కంప్యూటర్‌లో తల్లిదండ్రుల నుండి సంతానం ఎలా ఉత్పత్తి చేయాలనేది చాలా కష్టమైన విషయం. రెండు పేరెంట్ స్ట్రక్చర్లను తీసుకొని వాటి నుండి పిల్లవాడిని ఎలా తయారు చేయాలి? వాస్తవానికి, కంప్యూటర్‌లో మీరు ఇద్దరు తల్లిదండ్రుల నుండి మాత్రమే పిల్లలను తయారు చేయవచ్చు, మేము ప్రయోగాలు చేసాము, మేము ముగ్గురు నుండి మరియు నలుగురి నుండి పిల్లలను తయారు చేయడానికి ప్రయత్నించాము. కానీ, ఇది తేలితే, ఇది జీవితంలో మాదిరిగానే ఏదైనా మంచికి దారితీయదు. ఒక బిడ్డకు ఇద్దరు తల్లిదండ్రులు ఉంటే మంచిది. ఒక పేరెంట్, మార్గం ద్వారా, కూడా పనిచేస్తుంది, ఇద్దరు తల్లిదండ్రులు సరైనవారు, కానీ ముగ్గురు లేదా నలుగురు ఇకపై పని చేయరు. పరిణామ పద్ధతి అనేక ఆసక్తికరమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది, ఇది జీవ పరిణామానికి సమానంగా ఉంటుంది. మేము గణనను ప్రారంభించే అడాప్ట్ కాని, యాదృచ్ఛిక నిర్మాణాల నుండి, గణన సమయంలో అత్యంత వ్యవస్థీకృతమైన, అధిక ఆర్డర్ పరిష్కారాలు ఎలా ఉద్భవిస్తాయో మనం చూస్తాము. నిర్మాణాల జనాభా చాలా వైవిధ్యంగా ఉన్నప్పుడు లెక్కలు చాలా ప్రభావవంతంగా ఉన్నాయని మేము చూస్తాము. అత్యంత స్థిరమైన మరియు అత్యంత మనుగడలో ఉన్న జనాభా వైవిధ్యం యొక్క జనాభా. ఉదాహరణకు, రష్యాలో నాకు నచ్చిన విషయం ఏమిటంటే, రష్యాలో 150 మందికి పైగా ప్రజలు ఉన్నారు. సరసమైన బొచ్చు ఉన్నవారు ఉన్నారు, నల్లటి జుట్టు గలవారు ఉన్నారు, నాలాంటి కాకేసియన్ జాతీయతకు చెందిన అన్ని రకాల ప్రజలు ఉన్నారు మరియు ఇవన్నీ రష్యన్ జనాభాకు స్థిరత్వాన్ని మరియు భవిష్యత్తును ఇస్తాయి. మార్పులేని జనాభాకు భవిష్యత్తు లేదు. పరిణామ గణనల నుండి ఇది చాలా స్పష్టంగా చూడవచ్చు.
వాతావరణ పీడనాల వద్ద కార్బన్ యొక్క స్థిరమైన రూపం గ్రాఫైట్ అని మనం అంచనా వేయగలమా? అవును. ఈ గణన చాలా వేగంగా ఉంటుంది. కానీ గ్రాఫైట్‌తో పాటు, మేము అదే గణనలో అనేక ఆసక్తికరమైన కొంచెం తక్కువ స్థిరమైన పరిష్కారాలను ఉత్పత్తి చేస్తాము. మరియు ఈ పరిష్కారాలు కూడా ఆసక్తికరంగా ఉండవచ్చు. మేము ఒత్తిడిని పెంచినట్లయితే, గ్రాఫైట్ ఇకపై స్థిరంగా ఉండదు. మరియు వజ్రం స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు మనం దీన్ని చాలా సులభంగా కనుగొనవచ్చు. అస్తవ్యస్తమైన ప్రారంభ నిర్మాణాల నుండి గణన త్వరగా వజ్రాన్ని ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తుందో చూడండి. కానీ వజ్రం కనుగొనబడటానికి ముందు, అనేక ఆసక్తికరమైన నిర్మాణాలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. ఉదాహరణకు, ఈ నిర్మాణం. వజ్రాలు షట్కోణ వలయాలను కలిగి ఉండగా, 5- మరియు 7-గోనల్ వలయాలు ఇక్కడ కనిపిస్తాయి. ఈ నిర్మాణం వజ్రం కంటే స్థిరత్వంలో కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు మొదట ఇది ఒక ఉత్సుకత అని మేము భావించాము, కాని ఇది కొత్త, వాస్తవానికి ఇప్పటికే ఉన్న కార్బన్ రూపమని తేలింది, దీనిని ఇటీవల మేము మరియు మా సహచరులు కనుగొన్నారు. ఈ గణన 1 మిలియన్ వాతావరణంలో చేయబడింది. మనం ఒత్తిడిని 20 మిలియన్ వాతావరణాలకు పెంచితే, వజ్రం స్థిరంగా ఉండదు. మరియు వజ్రానికి బదులుగా, చాలా విచిత్రమైన నిర్మాణం స్థిరంగా ఉంటుంది, అటువంటి ఒత్తిడిలో కార్బన్ కోసం స్థిరత్వం అనేక దశాబ్దాలుగా అనుమానించబడింది మరియు మా గణన దీనిని నిర్ధారిస్తుంది.
మేము మరియు మా సహచరులు ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి చాలా చేసాము; విభిన్న ఆవిష్కరణల యొక్క చిన్న ఎంపిక ఇక్కడ ఉంది. వాటిలో కొన్నింటి గురించి మాత్రమే మాట్లాడుకుందాం.
ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి, మీరు కంప్యూటర్ డిస్కవరీతో పదార్థాల ప్రయోగశాల ఆవిష్కరణను భర్తీ చేయవచ్చు. పదార్థాల ప్రయోగశాల ఆవిష్కరణలో, ఎడిసన్ చాలాగొప్ప ఛాంపియన్, అతను ఇలా అన్నాడు: "నేను 10 వేల వైఫల్యాలను అనుభవించలేదు, నేను పని చేయని 10 వేల మార్గాలను మాత్రమే కనుగొన్నాను." ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి నిజమైన ఆవిష్కరణ చేయడానికి ముందు మీరు ఎన్ని ప్రయత్నాలు మరియు విఫల ప్రయత్నాలు చేయాలో ఇది మీకు తెలియజేస్తుంది మరియు కంప్యూటర్ డిజైన్ సహాయంతో మీరు 1లో 1 ప్రయత్నంలో, 100కి 100లో, 10 వేలలో విజయం సాధించవచ్చు. 10 వేలు, ఎడిసోనియన్ పద్ధతిని మరింత ఉత్పాదకతతో భర్తీ చేయడం మా లక్ష్యం.
మనం ఇప్పుడు శక్తిని మాత్రమే కాకుండా, ఏదైనా ఆస్తిని ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు. సరళమైన లక్షణం సాంద్రత, మరియు ఇప్పటివరకు తెలిసిన అత్యంత దట్టమైన పదార్థం వజ్రం. అల్మాజ్ అనేక అంశాలలో రికార్డ్ హోల్డర్. ఒక క్యూబిక్ సెంటీమీటర్ వజ్రం ఏదైనా ఇతర పదార్ధం యొక్క క్యూబిక్ సెంటీమీటర్ కంటే ఎక్కువ అణువులను కలిగి ఉంటుంది. వజ్రం కాఠిన్యం కోసం రికార్డును కలిగి ఉంది మరియు ఇది తెలిసిన అతి తక్కువ సంపీడన పదార్థం కూడా. ఈ రికార్డులను బద్దలు కొట్టగలరా? ఇప్పుడు మనం కంప్యూటర్‌ను ఈ ప్రశ్న అడగవచ్చు మరియు కంప్యూటర్ సమాధానం ఇస్తుంది. మరియు సమాధానం అవును, ఈ రికార్డులలో కొన్ని బద్దలు కావచ్చు. సాంద్రత పరంగా డైమండ్‌ను ఓడించడం చాలా సులభం అని తేలింది; కార్బన్ యొక్క దట్టమైన రూపాలు ఉనికిలో ఉన్నాయి, కానీ ఇంకా సంశ్లేషణ చేయబడలేదు. కార్బన్ యొక్క ఈ రూపాలు వజ్రాన్ని సాంద్రతలో మాత్రమే కాకుండా, ఆప్టికల్ లక్షణాలలో కూడా కొట్టాయి. వారు అధిక వక్రీభవన సూచికలు మరియు కాంతి వ్యాప్తిని కలిగి ఉంటారు - దీని అర్థం ఏమిటి? వజ్రం యొక్క వక్రీభవన సూచిక వజ్రానికి దాని అసమానమైన తేజస్సును మరియు కాంతి యొక్క అంతర్గత ప్రతిబింబాన్ని ఇస్తుంది - మరియు కాంతి యొక్క వ్యాప్తి అంటే తెల్లని కాంతిని వజ్రం కంటే ఎక్కువగా ఎరుపు నుండి వైలెట్ స్పెక్ట్రమ్‌గా విభజించవచ్చు. మార్గం ద్వారా, ఆభరణాల పరిశ్రమలో వజ్రాన్ని తరచుగా భర్తీ చేసే పదార్థం క్యూబిక్ జిర్కోనియం డయాక్సైడ్, క్యూబిక్ జిర్కోనియా. కాంతి వ్యాప్తిలో ఇది వజ్రం కంటే గొప్పది, కానీ, దురదృష్టవశాత్తు, ప్రకాశంలో వజ్రం కంటే తక్కువ. మరియు కార్బన్ యొక్క కొత్త రూపాలు రెండు అంశాలలో వజ్రాన్ని ఓడించాయి. కాఠిన్యం గురించి ఏమిటి? 2003 వరకు, కాఠిన్యం అనేది ప్రజలు అంచనా వేయడానికి మరియు లెక్కించడానికి ఎప్పటికీ నేర్చుకోని ఆస్తి అని నమ్ముతారు.2003 లో, చైనీస్ శాస్త్రవేత్తల పనితో ప్రతిదీ మారిపోయింది మరియు ఈ వేసవిలో నేను చైనాలోని యాంగ్‌షాన్ విశ్వవిద్యాలయాన్ని సందర్శించాను, అక్కడ నేను మరొక గౌరవ ప్రొఫెసర్ డిగ్రీని పొందాను. , మరియు అక్కడ నేను ఈ మొత్తం సిద్ధాంతం యొక్క వ్యవస్థాపకుడిని సందర్శించాను. మేము ఈ సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేయగలిగాము.
లెక్కించబడిన కాఠిన్యం నిర్ధారణలు ప్రయోగానికి ఎలా అంగీకరిస్తాయో చూపే పట్టిక ఇక్కడ ఉంది. చాలా సాధారణ పదార్ధాల కోసం ఒప్పందం అద్భుతమైనది, కానీ గ్రాఫైట్ కోసం నమూనాలు అది సూపర్‌హార్డ్ అని అంచనా వేసింది, ఇది స్పష్టంగా తప్పు. మేము ఈ లోపాన్ని అర్థం చేసుకుని పరిష్కరించగలిగాము. మరియు ఇప్పుడు, ఈ నమూనాను ఉపయోగించి, మనం ఏదైనా పదార్ధం యొక్క కాఠిన్యాన్ని విశ్వసనీయంగా అంచనా వేయవచ్చు మరియు మేము కంప్యూటర్‌ను ఈ క్రింది ప్రశ్న అడగవచ్చు: ఏ పదార్ధం కష్టతరమైనది? కాఠిన్యంలో వజ్రాన్ని అధిగమించడం సాధ్యమేనా? నిజానికి ప్రజలు అనేక దశాబ్దాలుగా దీని గురించి ఆలోచిస్తూనే ఉన్నారు. కాబట్టి కార్బన్ యొక్క కష్టతరమైన నిర్మాణం ఏమిటి? సమాధానం నిరుత్సాహపరిచింది: వజ్రం, మరియు కార్బన్‌లో కష్టం ఏమీ ఉండదు. కానీ మీరు కాఠిన్యంలో వజ్రానికి దగ్గరగా ఉండే కార్బన్ నిర్మాణాలను కనుగొనవచ్చు. కాఠిన్యంలో వజ్రానికి దగ్గరగా ఉండే కార్బన్ నిర్మాణాలకు నిజంగా ఉనికిలో హక్కు ఉంది. మరియు వాటిలో ఒకటి నేను మీకు ఇంతకు ముందు 5 మరియు 7 మంది సభ్యుల ఛానెల్‌లతో చూపించినది. 2001 లో, డుబ్రోవిన్స్కీ సాహిత్యంలో అల్ట్రా-హార్డ్ పదార్థాన్ని ప్రతిపాదించాడు - టైటానియం డయాక్సైడ్; కాఠిన్యం పరంగా ఇది వజ్రం కంటే చాలా తక్కువ కాదని నమ్ముతారు, కానీ సందేహాలు ఉన్నాయి. ఈ ప్రయోగం చాలా వివాదాస్పదమైంది. ఆ పని నుండి దాదాపు అన్ని ప్రయోగాత్మక కొలతలు ముందుగానే లేదా తరువాత తిరస్కరించబడ్డాయి: నమూనాల చిన్న పరిమాణం కారణంగా కాఠిన్యాన్ని కొలవడం చాలా కష్టం. కానీ ఆ ప్రయోగంలో కాఠిన్యం కూడా తప్పుగా కొలవబడిందని మరియు టైటానియం డయాక్సైడ్ యొక్క నిజమైన కాఠిన్యం ప్రయోగాత్మకులు పేర్కొన్న దానికంటే 3 రెట్లు తక్కువగా ఉందని లెక్క చూపింది. కాబట్టి, ఈ రకమైన గణనల సహాయంతో, ఏ ప్రయోగం నమ్మదగినది మరియు ఏది కాదని కూడా నిర్ధారించవచ్చు, కాబట్టి ఈ లెక్కలు ఇప్పుడు అధిక ఖచ్చితత్వాన్ని సాధించాయి.
నేను మీకు చెప్పాలనుకుంటున్న కార్బన్‌కు సంబంధించిన మరొక కథ ఉంది - ఇది గత 6 సంవత్సరాలలో ముఖ్యంగా వేగంగా విప్పింది. కానీ ఇది 50 సంవత్సరాల క్రితం ప్రారంభమైంది, అమెరికన్ పరిశోధకులు ఈ క్రింది ప్రయోగాన్ని నిర్వహించినప్పుడు: వారు గ్రాఫైట్ను తీసుకొని సుమారు 150-200 వేల వాతావరణాల ఒత్తిడికి కుదించారు. గ్రాఫైట్ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కుదించబడితే, అది వజ్రంగా మారాలి, అధిక పీడనం వద్ద కార్బన్ యొక్క అత్యంత స్థిరమైన రూపం - ఈ విధంగా వజ్రం సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. మీరు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఈ ప్రయోగాన్ని చేస్తే, వజ్రం ఏర్పడదు. ఎందుకు? గ్రాఫైట్ను డైమండ్‌గా మార్చడానికి అవసరమైన పునర్నిర్మాణం చాలా గొప్పది, నిర్మాణాలు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు అధిగమించాల్సిన శక్తి అవరోధం చాలా గొప్పది. మరియు వజ్రం ఏర్పడటానికి బదులుగా, మేము ఇతర నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుచుకుంటాము, అత్యంత స్థిరమైనది కాదు, కానీ ఏర్పడటానికి అతి తక్కువ అవరోధం కలిగి ఉంటుంది. మేము అటువంటి నిర్మాణాన్ని ప్రతిపాదించాము - మరియు దీనిని M-కార్బన్ అని పిలిచాము, ఇది 5- మరియు 7-గుర్తుగల వలయాలతో అదే నిర్మాణం; నా ఆర్మేనియన్ స్నేహితులు దీనిని సరదాగా "మూకార్బన్-ష్మూకార్బన్" అని పిలుస్తారు. ఈ నిర్మాణం 50 సంవత్సరాల క్రితం ఆ ప్రయోగం యొక్క ఫలితాలను పూర్తిగా వివరిస్తుందని తేలింది మరియు ప్రయోగం చాలాసార్లు పునరావృతమైంది. ప్రయోగం, మార్గం ద్వారా, చాలా అందంగా ఉంది - గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద గ్రాఫైట్ (నలుపు, మృదువైన, అపారదర్శక సెమీ మెటల్) కుదించడం ద్వారా, ఒత్తిడిలో పరిశోధకులు పారదర్శకమైన సూపర్-హార్డ్ నాన్-మెటల్‌ను పొందారు: ఖచ్చితంగా అద్భుతమైన పరివర్తన! కానీ ఇది వజ్రం కాదు, దాని లక్షణాలు వజ్రానికి అనుగుణంగా లేవు మరియు మా అప్పటి ఊహాత్మక నిర్మాణం ఈ పదార్ధం యొక్క లక్షణాలను పూర్తిగా వివరించింది. మేము చాలా సంతోషించాము, ఒక కథనాన్ని వ్రాసాము మరియు దానిని ప్రతిష్టాత్మక జర్నల్ ఫిజికల్ రివ్యూ లెటర్స్‌లో ప్రచురించాము మరియు సరిగ్గా ఒక సంవత్సరం పాటు మా పురస్కారాలపై విశ్రాంతి తీసుకున్నాము. ఒక సంవత్సరం తరువాత, అమెరికన్ మరియు జపనీస్ శాస్త్రవేత్తలు కొత్త నిర్మాణాన్ని కనుగొన్నారు, దాని నుండి పూర్తిగా భిన్నమైనది, ఇది 4- మరియు 8-గుర్తులతో కూడిన ఉంగరాలతో. ఈ నిర్మాణం మాది నుండి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది, కానీ ప్రయోగాత్మక డేటాను దాదాపు అలాగే వివరిస్తుంది. సమస్య ఏమిటంటే ప్రయోగాత్మక డేటా తక్కువ రిజల్యూషన్‌తో ఉంది మరియు అనేక ఇతర నిర్మాణాలు వాటికి సరిపోతాయి. మరో ఆరు నెలలు గడిచాయి, వాంగ్ అనే ఇంటిపేరు గల ఒక చైనీస్ వ్యక్తి W-కార్బన్‌ను ప్రతిపాదించాడు మరియు W-కార్బన్ ప్రయోగాత్మక డేటాను కూడా వివరించాడు. త్వరలో కథ వింతగా మారింది - కొత్త చైనీస్ సమూహాలు దానిలో చేరాయి, మరియు చైనీస్ ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇష్టపడతారు మరియు వారు దాదాపు 40 నిర్మాణాలను రూపొందించారు మరియు అవన్నీ ప్రయోగాత్మక డేటాకు సరిపోతాయి: P-, Q-, R-, S- కార్బన్, Q- కార్బన్, X -, Y-, Z-కార్బన్, M10-కార్బన్ అంటారు, X'-కార్బన్, మరియు మొదలైనవి - ఆల్ఫాబెట్ ఇప్పటికే లేదు. కాబట్టి ఎవరు సరైనది? సాధారణంగా చెప్పాలంటే, మొదట్లో మన M-కార్బన్‌కు అందరిలాగే సరైన హక్కులు ఉండే హక్కులు ఉన్నాయి.
ప్రేక్షకుల నుండి సమాధానం:అందరూ సరైనదే.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:ఇది కూడా జరగదు! వాస్తవం ఏమిటంటే ప్రకృతి ఎల్లప్పుడూ తీవ్రమైన పరిష్కారాలను ఎంచుకుంటుంది. మనుషులే కాదు, ప్రకృతి కూడా అతివాదమే. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ప్రకృతి అత్యంత స్థిరమైన స్థితిని ఎంచుకుంటుంది, ఎందుకంటే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మీరు ఏదైనా శక్తి అవరోధం ద్వారా వెళ్ళవచ్చు మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ప్రకృతి చిన్న అవరోధాన్ని ఎంచుకుంటుంది మరియు ఒక విజేత మాత్రమే ఉంటుంది. ఒక ఛాంపియన్ మాత్రమే ఉంటుంది - కానీ సరిగ్గా ఎవరు? మీరు అధిక-రిజల్యూషన్ ప్రయోగాన్ని చేయవచ్చు, కానీ ప్రజలు 50 సంవత్సరాలు ప్రయత్నించారు మరియు ఎవరూ విజయవంతం కాలేదు, అన్ని ఫలితాలు నాణ్యత లేనివి. మీరు గణన చేయవచ్చు. మరియు గణనలో ఈ 40 నిర్మాణాల ఏర్పాటుకు క్రియాశీలత అడ్డంకులను పరిగణించవచ్చు. కానీ, మొదటగా, చైనీయులు ఇప్పటికీ కొత్త మరియు కొత్త నిర్మాణాలను వెలికితీస్తున్నారు, మరియు మీరు ఎంత ప్రయత్నించినా, ఇంకా కొంతమంది చైనీస్ ఉంటారు: నా దగ్గర మరొక నిర్మాణం ఉంది మరియు మీ జీవితాంతం మీరు వీటిని లెక్కించవచ్చు మీరు బాగా అర్హులైన విశ్రాంతికి పంపబడే వరకు అడ్డంకులు. ఇది మొదటి కష్టం. రెండవ కష్టం ఏమిటంటే, సాలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మేషన్స్‌లో యాక్టివేషన్ అడ్డంకులను లెక్కించడం చాలా చాలా కష్టం; ఇది చాలా చిన్నవిషయం కాని పని; ప్రత్యేక పద్ధతులు మరియు శక్తివంతమైన కంప్యూటర్లు అవసరం. వాస్తవం ఏమిటంటే, ఈ పరివర్తనలు మొత్తం క్రిస్టల్‌లో జరగవు, కానీ మొదట ఒక చిన్న ముక్కలో - పిండం, ఆపై పిండంలో మరియు మరింత వ్యాప్తి చెందుతాయి. మరియు ఈ పిండాన్ని మోడలింగ్ చేయడం చాలా కష్టమైన పని. కానీ మేము అలాంటి పద్ధతిని కనుగొన్నాము, ఆస్ట్రియన్ మరియు అమెరికన్ శాస్త్రవేత్తలు ఇంతకుముందు అభివృద్ధి చేసిన పద్ధతిని మరియు దానిని మా పనికి అనుగుణంగా మార్చుకున్నాము. మేము ఈ పద్ధతిని సవరించగలిగాము, ఒక దెబ్బతో మేము ఈ సమస్యను ఒకసారి మరియు అందరికీ పరిష్కరించగలిగాము. మేము సమస్యను ఈ క్రింది విధంగా ఉంచాము: మీరు గ్రాఫైట్‌తో ప్రారంభించినట్లయితే, ప్రారంభ స్థితి ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడుతుంది మరియు తుది స్థితి అస్పష్టంగా నిర్వచించబడుతుంది - ఏదైనా టెట్రాహెడ్రల్, sp3-హైబ్రిడైజ్ చేయబడిన కార్బన్ (మరియు ఇవి ఒత్తిడిలో మనం ఆశించే రాష్ట్రాలు), అప్పుడు ఏ అడ్డంకులు కనిష్టంగా ఉంటాయి? ఈ పద్ధతి అడ్డంకులను లెక్కించవచ్చు మరియు కనీస అవరోధాన్ని కనుగొనవచ్చు, కానీ మేము తుది స్థితిని వేర్వేరు నిర్మాణాల సమిష్టిగా నిర్వచించినట్లయితే, అప్పుడు మేము సమస్యను పూర్తిగా పరిష్కరించగలము. మేము "విత్తనం"గా గ్రాఫైట్-డైమండ్ రూపాంతరం యొక్క మార్గంతో గణనను ప్రారంభించాము; ఈ పరివర్తన ప్రయోగంలో గమనించబడదని మాకు తెలుసు, అయితే ఈ పరివర్తనతో గణన ఏమి చేస్తుందనే దానిపై మాకు ఆసక్తి ఉంది. మేము కొంచెం వేచి ఉన్నాము (వాస్తవానికి, ఈ లెక్కింపు సూపర్ కంప్యూటర్‌లో ఆరు నెలలు పట్టింది) - మరియు గణన మాకు డైమండ్‌కు బదులుగా M- కార్బన్‌ను ఇచ్చింది.
సాధారణంగా, నేను తప్పక చెప్పాలి, నేను చాలా అదృష్టవంతుడిని, నేను గెలవడానికి 1/40 అవకాశం ఉంది, ఎందుకంటే దాదాపు 40 నిర్మాణాలు గెలవడానికి సమాన అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయి, కాని నేను మళ్లీ లాటరీ టిక్కెట్‌ను తీసివేసాను. మా M-కార్బన్ గెలిచింది, మేము మా ఫలితాలను ప్రతిష్టాత్మకమైన కొత్త జర్నల్ సైంటిఫిక్ రిపోర్ట్స్‌లో ప్రచురించాము - ఇది నేచర్ గ్రూప్ యొక్క కొత్త జర్నల్, మరియు మేము మా సైద్ధాంతిక ఫలితాలను ప్రచురించిన ఒక నెల తర్వాత, అదే జర్నల్ హై-రిజల్యూషన్ ప్రయోగం ఫలితాలను ప్రచురించింది 50 సంవత్సరాలలో మొదటిసారి స్వీకరించబడింది. యేల్ యూనివర్శిటీకి చెందిన పరిశోధకులు అధిక-రిజల్యూషన్ ప్రయోగం చేసారు మరియు ఈ నిర్మాణాలన్నింటినీ పరీక్షించారు మరియు M- కార్బన్ మాత్రమే అన్ని ప్రయోగాత్మక డేటాను సంతృప్తిపరుస్తుందని తేలింది. ఇప్పుడు కార్బన్ రూపాల జాబితాలో ప్రయోగాత్మకంగా మరియు సిద్ధాంతపరంగా కార్బన్ యొక్క మరొక అలోట్రోప్ ఉంది, M- కార్బన్.
నేను మరొక రసవాద పరివర్తనను ప్రస్తావిస్తాను. ఒత్తిడిలో, అన్ని పదార్ధాలు లోహంగా మారుతాయని భావిస్తున్నారు, ముందుగానే లేదా తరువాత ఏదైనా పదార్ధం లోహంగా మారుతుంది. ప్రారంభంలో ఇప్పటికే లోహంగా ఉన్న పదార్ధానికి ఏమి జరుగుతుంది? ఉదాహరణకు, సోడియం. సోడియం కేవలం లోహం మాత్రమే కాదు, ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ మోడల్ ద్వారా వివరించబడిన అద్భుతమైన లోహం, అంటే, ఇది మంచి లోహం యొక్క పరిమితి కేసు. మీరు సోడియం పిండితే ఏమి జరుగుతుంది? సోడియం ఇకపై మంచి లోహం కాదని తేలింది - మొదట, సోడియం ఒక డైమెన్షనల్ మెటల్గా మారుతుంది, అంటే ఇది విద్యుత్తును ఒకే దిశలో నిర్వహిస్తుంది. అధిక పీడనాల వద్ద, సోడియం దాని లోహాన్ని పూర్తిగా కోల్పోయి, ఎర్రటి పారదర్శక విద్యుద్వాహకంగా మారుతుందని మరియు ఒత్తిడిని మరింత పెంచినట్లయితే, అది గాజులాగా రంగులేనిదిగా మారుతుందని మేము అంచనా వేసాము. కాబట్టి - మీరు ఒక వెండి లోహాన్ని తీసుకోండి, దాన్ని పిండి వేయండి - మొదట అది చెడ్డ లోహంగా మారుతుంది, బొగ్గు వలె నలుపు, మరింత పిండి వేయండి - ఇది ఎర్రటి పారదర్శక క్రిస్టల్‌గా మారుతుంది, బాహ్యంగా రూబీని గుర్తుకు తెస్తుంది, ఆపై గాజులాగా తెల్లగా మారుతుంది. మేము దీనిని ఊహించాము మరియు మేము దానిని సమర్పించిన నేచర్ జర్నల్ దానిని ప్రచురించడానికి నిరాకరించింది. ఎడిటర్ కొద్ది రోజుల్లోనే టెక్స్ట్‌ని తిరిగి ఇచ్చి ఇలా అన్నాడు: మేము దానిని నమ్మడం లేదు, ఇది చాలా అన్యదేశంగా ఉంది. ఈ అంచనాను పరీక్షించడానికి సిద్ధంగా ఉన్న మిఖాయిల్ ఎరెమెట్స్ అనే ప్రయోగాత్మకుడిని మేము కనుగొన్నాము - మరియు ఫలితం ఇక్కడ ఉంది. 110 గిగాపాస్కల్స్ ఒత్తిడితో, ఇది 1.1 మిలియన్ వాతావరణం, ఇది ఇప్పటికీ వెండి లోహం, 1.5 మిలియన్ వాతావరణంలో ఇది చెడ్డ లోహం, బొగ్గు వలె నలుపు. 2 మిలియన్ వాతావరణంలో ఇది పారదర్శకమైన ఎర్రటి నాన్-మెటల్. మరియు ఇప్పటికే ఈ ప్రయోగంతో మేము మా ఫలితాలను చాలా సులభంగా ప్రచురించాము. ఎలక్ట్రాన్లు అంతరిక్షంలో (లోహాల వలె) విస్తరించి ఉండవు మరియు పరమాణువులు లేదా బంధాలపై (అయానిక్ మరియు సమయోజనీయ పదార్ధాలలో వలె) - వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు, కాబట్టి ఇది పదార్థం యొక్క అన్యదేశ స్థితి ఇది లోహతతో సోడియంను అందించింది, శూన్యాలు లేని ప్రదేశంలో శాండ్విచ్ చేయబడతాయి, ఇక్కడ అణువులు లేవు మరియు అవి చాలా బలంగా స్థానీకరించబడతాయి. అటువంటి పదార్ధాన్ని ఎలక్ట్రిడ్ అని పిలుస్తారు, అనగా. ఉప్పు, ఇక్కడ ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు, అయాన్ల పాత్ర అణువుల ద్వారా కాదు (ఫ్లోరిన్, క్లోరిన్, ఆక్సిజన్) కానీ ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత గడ్డకట్టడం ద్వారా, మరియు మన సోడియం రూపం ఎలక్ట్రిడ్‌కు సరళమైన మరియు అత్యంత అద్భుతమైన ఉదాహరణ. .
ఈ రకమైన గణన భూమి యొక్క మరియు గ్రహాల అంతర్గత పదార్థాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు. భూమి యొక్క అంతర్గత స్థితి గురించి మనం ప్రధానంగా పరోక్ష డేటా నుండి, భూకంప శాస్త్ర డేటా నుండి నేర్చుకుంటాము. భూమి యొక్క మెటాలిక్ కోర్ ఉందని మనకు తెలుసు, ఇందులో ప్రధానంగా ఇనుము ఉంటుంది మరియు మెగ్నీషియం సిలికేట్‌లతో కూడిన నాన్-మెటాలిక్ షెల్, దీనిని మాంటిల్ అని పిలుస్తారు మరియు ఉపరితలం వద్ద మనం నివసించే భూమి యొక్క సన్నని క్రస్ట్ ఉంది. , మరియు ఇది మనకు బాగా తెలుసు. మరియు భూమి లోపలి భాగం మనకు పూర్తిగా తెలియదు. ప్రత్యక్ష పరీక్ష ద్వారా మనం భూమి యొక్క చాలా ఉపరితలాన్ని మాత్రమే అధ్యయనం చేయవచ్చు. లోతైన బావి కోలా సూపర్‌డీప్ బావి, దాని లోతు 12.3 కిలోమీటర్లు, USSR లో డ్రిల్ చేయబడింది, ఎవరూ మరింత డ్రిల్ చేయలేరు. అమెరికన్లు డ్రిల్ చేయడానికి ప్రయత్నించారు, ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో దివాళా తీశారు మరియు దానిని ఆపారు. వారు USSR లో భారీ మొత్తాలను పెట్టుబడి పెట్టారు, 12 కిలోమీటర్ల వరకు డ్రిల్లింగ్ చేశారు, అప్పుడు పెరెస్ట్రోయికా జరిగింది మరియు ప్రాజెక్ట్ స్తంభింపజేయబడింది. కానీ భూమి యొక్క వ్యాసార్థం 500 రెట్లు ఎక్కువ, మరియు కోలా సూపర్‌డీప్ కూడా గ్రహం యొక్క ఉపరితలంలోకి మాత్రమే బాగా తవ్వబడుతుంది. కానీ భూమి యొక్క లోతు యొక్క పదార్ధం భూమి యొక్క ముఖాన్ని నిర్ణయిస్తుంది: భూకంపాలు, అగ్నిపర్వతం, ఖండాంతర ప్రవాహం. అయస్కాంత క్షేత్రం భూమి యొక్క కోర్లో ఏర్పడుతుంది, దానిని మనం ఎప్పటికీ చేరుకోలేము. భూమి యొక్క కరిగిన బాహ్య కోర్ యొక్క ఉష్ణప్రసరణ భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం ఏర్పడటానికి కారణం. మార్గం ద్వారా, భూమి యొక్క లోపలి భాగం దృఢంగా ఉంటుంది మరియు బయటి కరిగినది, ఇది కరిగిన చాక్లెట్‌తో కూడిన చాక్లెట్ మిఠాయి లాగా ఉంటుంది మరియు లోపల ఒక గింజ ఉంటుంది - మీరు భూమి యొక్క ప్రధాన భాగాన్ని ఈ విధంగా ఊహించవచ్చు. భూమి యొక్క ఘన మాంటిల్ యొక్క ఉష్ణప్రసరణ చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది, దాని వేగం సంవత్సరానికి 1 సెంటీమీటర్; వేడి ప్రవాహాలు పెరుగుతాయి, చల్లగా ఉన్నవి తగ్గుతాయి మరియు ఇది భూమి యొక్క మాంటిల్ యొక్క ఉష్ణప్రసరణ కదలిక మరియు ఖండాంతర ప్రవాహం, అగ్నిపర్వతాలు మరియు భూకంపాలకు కారణమవుతుంది.
ఒక ముఖ్యమైన ప్రశ్న ఏమిటంటే భూమి మధ్యలో ఉష్ణోగ్రత ఎంత? భూకంప నమూనాల నుండి ఒత్తిడి మనకు తెలుసు, కానీ ఈ నమూనాలు ఉష్ణోగ్రతను ఇవ్వవు. ఉష్ణోగ్రత ఈ క్రింది విధంగా నిర్వచించబడింది: లోపలి కోర్ ఘనమైనది, బయటి కోర్ ద్రవం మరియు కోర్ ఇనుముతో తయారు చేయబడిందని మనకు తెలుసు. కాబట్టి ఆ లోతులో ఇనుము యొక్క ద్రవీభవన స్థానం మీకు తెలిస్తే, ఆ లోతులో ఉన్న కోర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత మీకు తెలుస్తుంది. ప్రయోగాలు జరిగాయి, కానీ వారు 2 వేల డిగ్రీల అనిశ్చితిని ఇచ్చారు, మరియు లెక్కలు తయారు చేయబడ్డాయి మరియు లెక్కలు ఈ సమస్యకు ముగింపు పలికాయి. లోపలి మరియు బయటి కోర్ సరిహద్దులో ఇనుము యొక్క ద్రవీభవన స్థానం సుమారు 6.4 వేల డిగ్రీల కెల్విన్‌గా మారింది. కానీ భౌగోళిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఈ ఫలితం గురించి తెలుసుకున్నప్పుడు, భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క లక్షణాలను సరిగ్గా పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఈ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉందని తేలింది - ఈ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంది. ఆపై భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు గుర్తు చేసుకున్నారు, వాస్తవానికి, కోర్ స్వచ్ఛమైన ఇనుము కాదు, కానీ వివిధ మలినాలను కలిగి ఉంటుంది. మాకు ఇంకా ఖచ్చితంగా ఏవి తెలియదు, కానీ అభ్యర్థులలో ఆక్సిజన్, సిలికాన్, సల్ఫర్, కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ ఉన్నాయి. వివిధ మలినాలను మార్చడం మరియు వాటి ప్రభావాలను పోల్చడం ద్వారా, ద్రవీభవన స్థానం సుమారు 800 డిగ్రీల వరకు తగ్గించబడాలని అర్థం చేసుకోవడం సాధ్యమైంది. 5600 డిగ్రీల కెల్విన్ అనేది భూమి యొక్క అంతర్గత మరియు బయటి కోర్ల సరిహద్దు వద్ద ఉష్ణోగ్రత, మరియు ఈ అంచనా ప్రస్తుతం సాధారణంగా ఆమోదించబడింది. మలినాలతో ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించే ఈ ప్రభావం, ద్రవీభవన స్థానం యొక్క యుటెక్టిక్ తగ్గింపు, అందరికీ తెలుసు, ఈ ప్రభావానికి ధన్యవాదాలు శీతాకాలంలో మన బూట్లు బాధపడతాయి - మంచు ద్రవీభవన స్థానాన్ని తగ్గించడానికి రోడ్లు ఉప్పుతో చల్లబడతాయి మరియు దీనికి ధన్యవాదాలు , ఘన మంచు మరియు మంచు ద్రవ స్థితికి మారుతుంది, మరియు మా బూట్లు ఈ ఉప్పు నీటితో బాధపడుతున్నాయి.
కానీ బహుశా ఇదే దృగ్విషయానికి అత్యంత శక్తివంతమైన ఉదాహరణ వుడ్స్ మిశ్రమం - నాలుగు లోహాలతో కూడిన మిశ్రమం, బిస్మత్, సీసం, టిన్ మరియు కాడ్మియం ఉన్నాయి, ఈ లోహాలలో ప్రతి ఒక్కటి సాపేక్షంగా అధిక ద్రవీభవన స్థానం కలిగి ఉంటుంది, కానీ పరస్పరం తగ్గించే ప్రభావం ద్రవీభవన స్థానం బాగా పని చేస్తుంది, వుడ్ మిశ్రమం వేడినీటిలో కరుగుతుంది. ఈ ప్రయోగం ఎవరు చేయాలనుకుంటున్నారు? మార్గం ద్వారా, నేను బ్లాక్ మార్కెట్‌లో యెరెవాన్‌లో వుడ్ మిశ్రమం యొక్క ఈ నమూనాను కొనుగోలు చేసాను, ఇది బహుశా ఈ అనుభవానికి అదనపు రుచిని ఇస్తుంది.
వేడినీరు పోయాలి, మరియు నేను వుడ్ యొక్క మిశ్రమాన్ని పట్టుకుంటాను మరియు వుడ్ మిశ్రమం యొక్క చుక్కలు గాజులోకి ఎలా పడతాయో మీరు చూస్తారు.
చుక్కలు పడుతున్నాయి - అది చాలు. ఇది వేడి నీటి ఉష్ణోగ్రత వద్ద కరుగుతుంది.
మరియు ఈ ప్రభావం భూమి యొక్క కోర్లో సంభవిస్తుంది, దీని కారణంగా ఫెర్రస్ మిశ్రమం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం తగ్గుతుంది. కానీ ఇప్పుడు తదుపరి ప్రశ్న: కోర్ ఏమి కలిగి ఉంటుంది? అక్కడ ఇనుము చాలా ఉందని మరియు కొన్ని లైట్ ట్రేస్ ఎలిమెంట్స్ ఉన్నాయని మాకు తెలుసు, మాకు 5 మంది అభ్యర్థులు ఉన్నారు. మేము తక్కువ అవకాశం ఉన్న అభ్యర్థులతో ప్రారంభించాము - కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్. ఇటీవలి వరకు, కొంతమంది ఈ అభ్యర్థులపై దృష్టి పెట్టారని చెప్పాలి; ఇద్దరూ అసంభవంగా పరిగణించబడ్డారు. మేము దానిని తనిఖీ చేయాలని నిర్ణయించుకున్నాము. మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీ ఉద్యోగి జుల్ఫియా బజనోవాతో కలిసి, భూమి యొక్క కోర్ యొక్క పరిస్థితులలో స్థిరమైన నిర్మాణాలు మరియు ఐరన్ కార్బైడ్లు మరియు హైడ్రైడ్ల యొక్క స్థిరమైన కూర్పులను అంచనా వేయడానికి మేము ఈ విషయాన్ని తీసుకోవాలని నిర్ణయించుకున్నాము. మేము సిలికాన్ కోసం కూడా దీన్ని చేసాము, అక్కడ మాకు ప్రత్యేక ఆశ్చర్యాలు ఏవీ కనుగొనబడలేదు, కానీ కార్బన్ కోసం చాలా దశాబ్దాలుగా స్థిరంగా పరిగణించబడే సమ్మేళనాలు వాస్తవానికి భూమి యొక్క కోర్ యొక్క ఒత్తిళ్ల వద్ద అస్థిరంగా మారాయని తేలింది. మరియు కార్బన్ చాలా మంచి అభ్యర్థి అని తేలింది, వాస్తవానికి కార్బన్ మాత్రమే మునుపటి పనికి విరుద్ధంగా భూమి యొక్క అంతర్గత కోర్ యొక్క అనేక లక్షణాలను సంపూర్ణంగా వివరించగలదు. హైడ్రోజన్ చాలా తక్కువ అభ్యర్థిగా మారింది; హైడ్రోజన్ మాత్రమే భూమి యొక్క కోర్ యొక్క ఒక ఆస్తిని వివరించదు. హైడ్రోజన్ చిన్న పరిమాణంలో ఉండవచ్చు, కానీ అది భూమి యొక్క కోర్లో ప్రధాన ట్రేస్ ఎలిమెంట్ కాకూడదు. ఒత్తిడిలో ఉన్న హైడ్రోజన్ హైడ్రైడ్ల కోసం, మేము ఆశ్చర్యాన్ని కనుగొన్నాము - పాఠశాల కెమిస్ట్రీకి విరుద్ధంగా ఉన్న ఫార్ములాతో స్థిరమైన సమ్మేళనం ఉందని తేలింది. ఒక సాధారణ రసాయన శాస్త్రవేత్త హైడ్రోజన్ హైడ్రైడ్ల సూత్రాన్ని FeH 2 మరియు FeH 3గా వ్రాస్తాడు; సాధారణంగా చెప్పాలంటే, FeH కూడా ఒత్తిడిలో కనిపిస్తుంది, మరియు వారు దీనితో సరిపెట్టుకున్నారు - అయితే FeH 4 ఒత్తిడిలో కనిపించడం నిజంగా ఆశ్చర్యం కలిగించింది. మా పిల్లలు పాఠశాలలో FeH 4 సూత్రాన్ని వ్రాస్తే, వారు కెమిస్ట్రీలో చెడ్డ గ్రేడ్ పొందుతారని నేను హామీ ఇస్తున్నాను, చాలా మటుకు త్రైమాసికంలో కూడా. కానీ ఒత్తిడిలో కెమిస్ట్రీ నియమాలు ఉల్లంఘించబడతాయని తేలింది - మరియు అలాంటి అన్యదేశ సమ్మేళనాలు తలెత్తుతాయి. కానీ, నేను ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, భూమి లోపలికి ఐరన్ హైడ్రైడ్‌లు ముఖ్యమైనవి కావు; హైడ్రోజన్ అక్కడ గణనీయమైన పరిమాణంలో ఉండే అవకాశం లేదు, కానీ కార్బన్ ఎక్కువగా ఉంటుంది.
చివరకు, చివరి దృష్టాంతం భూమి యొక్క మాంటిల్ గురించి, లేదా బదులుగా, కోర్ మరియు మాంటిల్ మధ్య సరిహద్దు గురించి, "D" పొర అని పిలవబడేది, ఇది చాలా విచిత్రమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది. భూకంప తరంగాలు, ధ్వని తరంగాల ప్రచారం యొక్క అనిసోట్రోపి లక్షణాలలో ఒకటి: నిలువు దిశలో మరియు క్షితిజ సమాంతర దిశలో వేగాలు గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇది ఎందుకు? చాలా సేపటి వరకు అర్థం కావడం లేదు. భూమి యొక్క కోర్ మరియు మాంటిల్ సరిహద్దులో ఉన్న పొరలో మెగ్నీషియం సిలికేట్ యొక్క కొత్త నిర్మాణం ఏర్పడిందని ఇది మారుతుంది. మేము దీనిని 8 సంవత్సరాల క్రితం అర్థం చేసుకోగలిగాము. అదే సమయంలో, మేము మరియు మా జపనీస్ సహచరులు సైన్స్ అండ్ నేచర్‌లో 2 పేపర్‌లను ప్రచురించాము, ఇది ఈ కొత్త నిర్మాణం యొక్క ఉనికిని నిరూపించింది. ఈ నిర్మాణం వేర్వేరు దిశల్లో పూర్తిగా భిన్నంగా కనిపిస్తుందని వెంటనే స్పష్టమవుతుంది మరియు దాని లక్షణాలు వేర్వేరు దిశల్లో విభిన్నంగా ఉండాలి - ధ్వని తరంగాల ప్రచారానికి బాధ్యత వహించే సాగే లక్షణాలతో సహా. ఈ నిర్మాణం సహాయంతో, అనేక సంవత్సరాలుగా కనుగొనబడిన మరియు ఇబ్బందులకు కారణమైన భౌతిక క్రమరాహిత్యాలన్నింటినీ వివరించడం సాధ్యమైంది. అనేక అంచనాలు వేయడం కూడా సాధ్యమైంది.
ప్రత్యేకించి, మెర్క్యురీ మరియు మార్స్ వంటి చిన్న గ్రహాలు D పొర వంటి పొరను కలిగి ఉండవు. ఈ నిర్మాణాన్ని స్థిరీకరించడానికి అక్కడ తగినంత ఒత్తిడి లేదు. భూమి చల్లబడినప్పుడు, ఈ పొర పెరుగుతుందని అంచనా వేయడం కూడా సాధ్యమైంది, ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రత తగ్గడంతో పోస్ట్-పెరోవ్‌స్కైట్ యొక్క స్థిరత్వం పెరుగుతుంది. భూమి ఏర్పడినప్పుడు, ఈ పొర అస్సలు ఉనికిలో లేదు, కానీ మన గ్రహం యొక్క అభివృద్ధి ప్రారంభ దశలో పుట్టింది. మరియు స్ఫటికాకార పదార్థాల యొక్క కొత్త నిర్మాణాల అంచనాలకు కృతజ్ఞతలు తెలుపుతాయి.
ప్రేక్షకుల నుండి సమాధానం:జన్యు అల్గోరిథంకు ధన్యవాదాలు.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:అవును, అయితే పోస్ట్-పెరోవ్‌స్కైట్ గురించిన ఈ తాజా కథనం ఈ పరిణామ పద్ధతి యొక్క ఆవిష్కరణకు ముందు ఉంది. మార్గం ద్వారా, ఆమె ఈ పద్ధతిని కనిపెట్టమని నన్ను ప్రేరేపించింది.
ప్రేక్షకుల నుండి సమాధానం:కాబట్టి ఈ జన్యు అల్గోరిథం 100 సంవత్సరాల పాతది, వారు ఇంకేమీ చేయలేదు.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:ఈ అల్గోరిథం నేను మరియు నా గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి 2006లో సృష్టించాము. మార్గం ద్వారా, దీనిని "జన్యు" అని పిలవడం తప్పు; మరింత సరైన పేరు "పరిణామం." పరిణామాత్మక అల్గోరిథంలు 70వ దశకంలో కనిపించాయి మరియు అవి సాంకేతికత మరియు విజ్ఞాన శాస్త్రానికి సంబంధించిన అనేక రంగాలలో అనువర్తనాన్ని కనుగొన్నాయి. ఉదాహరణకు, కార్లు, ఓడలు మరియు విమానాలు - అవి పరిణామ అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించి ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి. కానీ ప్రతి కొత్త సమస్యకు పరిణామ అల్గోరిథం పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. ఎవల్యూషనరీ అల్గోరిథంలు ఒక పద్ధతి కాదు, కానీ భారీ పద్ధతుల సమూహం, అనువర్తిత గణిత శాస్త్రం యొక్క మొత్తం భారీ ప్రాంతం మరియు ప్రతి కొత్త రకం సమస్యకు కొత్త విధానాన్ని కనుగొనాలి.
ప్రేక్షకుల నుండి సమాధానం:ఏ గణితశాస్త్రం? ఇది జన్యుశాస్త్రం.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:ఇది జన్యుశాస్త్రం కాదు - ఇది గణితం. మరియు ప్రతి కొత్త సమస్య కోసం మీరు మొదటి నుండి మీ కొత్త అల్గారిథమ్‌ను కనుగొనవలసి ఉంటుంది. మరియు మన ముందు ఉన్న వ్యక్తులు వాస్తవానికి పరిణామాత్మక అల్గారిథమ్‌లను కనుగొని, క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అంచనా వేయడానికి వాటిని స్వీకరించడానికి ప్రయత్నించారు. కానీ వారు ఇతర ఫీల్డ్‌ల నుండి అల్గారిథమ్‌లను అక్షరాలా తీసుకున్నారు - మరియు అది పని చేయలేదు, కాబట్టి మేము మొదటి నుండి కొత్త పద్ధతిని సృష్టించాలి మరియు అది చాలా శక్తివంతమైనదిగా మారింది. పరిణామాత్మక అల్గారిథమ్‌ల రంగం నాకు ఉన్నంత కాలంగా ఉన్నప్పటికీ-కనీసం 1975 నుండి-స్ఫటిక నిర్మాణాలను అంచనా వేయడానికి పని చేసే పద్ధతిని రూపొందించడానికి చాలా కృషి అవసరం.
నేను మీకు ఇచ్చిన ఈ ఉదాహరణలన్నీ పదార్థం యొక్క నిర్మాణాన్ని అర్థం చేసుకోవడం మరియు పదార్థం యొక్క నిర్మాణాన్ని అంచనా వేయగల సామర్థ్యం ఆసక్తికరమైన ఆప్టికల్ లక్షణాలు, మెకానికల్ లక్షణాలు, ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను కలిగి ఉండే కొత్త పదార్థాల రూపకల్పనకు ఎలా దారితీస్తుందో చూపిస్తుంది. భూమి మరియు ఇతర గ్రహాల లోపలి భాగాన్ని తయారు చేసే పదార్థాలు. ఈ సందర్భంలో, మీరు ఈ పద్ధతులను ఉపయోగించి కంప్యూటర్‌లో మొత్తం శ్రేణి ఆసక్తికరమైన సమస్యలను పరిష్కరించవచ్చు. నా సహచరులు మరియు ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలలో మా పద్ధతి యొక్క 1000 కంటే ఎక్కువ మంది వినియోగదారులు ఈ పద్ధతి మరియు దాని అనువర్తన అభివృద్ధికి భారీ సహకారం అందించారు. ఈ వ్యక్తులందరికీ మరియు ఈ ఉపన్యాసం నిర్వాహకులకు మరియు మీ దృష్టికి నేను హృదయపూర్వకంగా ధన్యవాదాలు తెలియజేస్తున్నాను.
ఉపన్యాసం యొక్క చర్చ
బోరిస్ డోల్గిన్:చాలా ధన్యవాదాలు! చాలా ధన్యవాదాలు, ఆర్టియోమ్, ఈ ప్రజా ఉపన్యాసాల సంస్కరణకు మాకు వేదిక ఇచ్చిన నిర్వాహకులకు చాలా ధన్యవాదాలు, ఈ చొరవలో మాకు మద్దతు ఇచ్చిన RVC కి చాలా ధన్యవాదాలు, ఆర్టియోమ్ పరిశోధన కొనసాగుతుందని నేను ఖచ్చితంగా అనుకుంటున్నాను. అంటే ఇక్కడ అతని ఉపన్యాసం కోసం కొత్త విషయాలు ఇక్కడ కనిపిస్తాయి, ఎందుకంటే ఈ రోజు విన్న వాటిలో కొన్ని వాస్తవానికి మునుపటి ఉపన్యాసాల సమయంలో లేవని చెప్పాలి, కాబట్టి ఇది అర్ధమే.
ప్రేక్షకుల నుండి ప్రశ్న:అటువంటి అధిక పీడనం వద్ద గది ఉష్ణోగ్రతను ఎలా నిర్ధారించాలో దయచేసి నాకు చెప్పండి? ప్లాస్టిక్ వైకల్యం యొక్క ఏదైనా వ్యవస్థ వేడి విడుదలతో కూడి ఉంటుంది. దురదృష్టవశాత్తు, మీరు దీని గురించి ప్రస్తావించలేదు.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:పాయింట్ ఇది అన్ని మీరు కుదింపు నిర్వహించడానికి ఎంత త్వరగా ఆధారపడి ఉంటుంది. కుదింపు చాలా త్వరగా జరిగితే, ఉదాహరణకు, షాక్ వేవ్‌లలో, అది తప్పనిసరిగా తాపనంతో కూడి ఉంటుంది; పదునైన కుదింపు తప్పనిసరిగా ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. మీరు కుదింపును నెమ్మదిగా నిర్వహిస్తే, నమూనా దాని వాతావరణంతో వేడిని మార్పిడి చేయడానికి మరియు దాని పర్యావరణంతో ఉష్ణ సమతుల్యతలోకి రావడానికి తగినంత సమయం ఉంటుంది.
ప్రేక్షకుల నుండి ప్రశ్న:మరియు దీన్ని చేయడానికి మీ ఇన్‌స్టాలేషన్ మిమ్మల్ని అనుమతించిందా?
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్:ప్రయోగం నేను చేయలేదు, నేను లెక్కలు మరియు సిద్ధాంతం మాత్రమే చేసాను. అంతర్గత సెన్సార్‌షిప్ కారణంగా నేను ప్రయోగాలు చేయడానికి అనుమతించను. మరియు ప్రయోగం డైమండ్ అన్విల్స్‌తో గదులలో జరిగింది, ఇక్కడ ఒక నమూనా రెండు చిన్న వజ్రాల మధ్య కుదించబడుతుంది. అటువంటి ప్రయోగాలలో, నమూనా ఉష్ణ సమతుల్యతను చేరుకోవడానికి చాలా సమయం ఉంది, ప్రశ్న తలెత్తదు.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్, ప్రపంచంలోని అత్యంత ఉదహరించబడిన సైద్ధాంతిక ఖనిజ శాస్త్రవేత్తలలో ఒకరు, ఇటీవల సాధించగలిగే కంప్యూటర్ అంచనా గురించి మాకు చెప్పారు. గతంలో, ఈ సమస్య పరిష్కరించబడలేదు ఎందుకంటే కొత్త పదార్థాల కంప్యూటర్ రూపకల్పన సమస్య క్రిస్టల్ నిర్మాణాల సమస్యను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పరిష్కరించలేనిదిగా పరిగణించబడింది. కానీ ఒగానోవ్ మరియు అతని సహోద్యోగుల ప్రయత్నాలకు ధన్యవాదాలు, వారు ఈ కలను దగ్గరగా మరియు దానిని నిజం చేయగలిగారు.
ఈ పని ఎందుకు ముఖ్యమైనది: ఇంతకుముందు, కొత్త పదార్థాలు చాలా కాలం పాటు మరియు చాలా ప్రయత్నంతో ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి.
ఆర్టెమ్ ఒగానోవ్: “ప్రయోగులు ప్రయోగశాలకు వెళతారు. వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలు మరియు పీడనాల వద్ద వేర్వేరు పదార్థాలను కలపండి. కొత్త పదార్థాలను పొందండి. వారి లక్షణాలు కొలుస్తారు. నియమం ప్రకారం, ఈ పదార్థాలు ఆసక్తిని కలిగి ఉండవు మరియు తిరస్కరించబడతాయి. మరియు ప్రయోగాత్మకులు కొద్దిగా భిన్నమైన కూర్పుతో విభిన్న పరిస్థితులలో కొద్దిగా భిన్నమైన పదార్థాన్ని పొందడానికి మళ్లీ ప్రయత్నిస్తున్నారు. కాబట్టి, దశలవారీగా, మేము అనేక వైఫల్యాలను అధిగమిస్తాము, మా జీవితాలను సంవత్సరాలు గడిపాము. పరిశోధకులు, ఒక పదార్థాన్ని పొందాలనే ఆశతో, భారీ మొత్తంలో కృషి, సమయం మరియు డబ్బును వెచ్చిస్తారు. ఈ ప్రక్రియ సంవత్సరాలు పట్టవచ్చు. ఇది డెడ్ ఎండ్‌గా మారవచ్చు మరియు అవసరమైన పదార్థాల ఆవిష్కరణకు ఎప్పటికీ దారితీయదు. కానీ అది విజయానికి దారితీసినప్పుడు కూడా, ఈ విజయం చాలా ఎక్కువ ధరకు వస్తుంది.
అందువల్ల, లోపం లేని అంచనాలను రూపొందించే సాంకేతికతను సృష్టించడం అవసరం. అంటే, ప్రయోగశాలలలో ప్రయోగాలు చేయవద్దు, కానీ నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో ఏ పదార్థం, ఏ కూర్పు మరియు ఉష్ణోగ్రతతో కావలసిన లక్షణాలను కలిగి ఉంటుందో అంచనా వేసే పనిని కంప్యూటర్‌కు ఇవ్వండి. మరియు కంప్యూటర్, అనేక ఎంపికల ద్వారా వెళుతూ, ఏ రసాయన కూర్పు మరియు ఏ క్రిస్టల్ నిర్మాణం ఇచ్చిన అవసరాలను తీరుస్తుందో సమాధానం ఇవ్వగలదు. ఫలితంగా మీరు వెతుకుతున్న మెటీరియల్ ఉనికిలో లేదు. లేదా అతను ఉన్నాడు మరియు ఒంటరిగా లేడు.
మరియు ఇక్కడ రెండవ సమస్య తలెత్తుతుంది, దీని పరిష్కారం ఇంకా పరిష్కరించబడలేదు: ఈ పదార్థాన్ని ఎలా పొందాలి? అంటే, రసాయన కూర్పు మరియు క్రిస్టల్ నిర్మాణం స్పష్టంగా ఉన్నాయి, కానీ దానిని అమలు చేయడానికి ఇప్పటికీ మార్గం లేదు, ఉదాహరణకు, పారిశ్రామిక స్థాయిలో.
ప్రిడిక్షన్ టెక్నాలజీ
అంచనా వేయవలసిన ప్రధాన విషయం క్రిస్టల్ నిర్మాణం. ఇంతకుముందు, ఈ సమస్యను పరిష్కరించడం సాధ్యం కాదు, ఎందుకంటే అంతరిక్షంలో అణువుల అమరికకు అనేక ఎంపికలు ఉన్నాయి. కానీ వాటిలో చాలా వరకు ఆసక్తి లేదు. ముఖ్యమైనది ఏమిటంటే, అంతరిక్షంలో అణువుల అమరిక కోసం ఆ ఎంపికలు తగినంత స్థిరంగా ఉంటాయి మరియు పరిశోధకుడికి అవసరమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
ఈ లక్షణాలు ఏమిటి: అధిక లేదా తక్కువ కాఠిన్యం, విద్యుత్ వాహకత మరియు ఉష్ణ వాహకత మొదలైనవి. క్రిస్టల్ నిర్మాణం ముఖ్యం.
“మీరు కార్బన్ గురించి ఆలోచిస్తే, డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్‌లను చూడండి. రసాయనికంగా అవి ఒకే పదార్థం. కానీ లక్షణాలు పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. బ్లాక్ సూపర్-సాఫ్ట్ కార్బన్ మరియు పారదర్శక సూపర్-హార్డ్ డైమండ్ - వాటి మధ్య తేడా ఏమిటి? ఇది క్రిస్టల్ నిర్మాణం. దానికి కృతజ్ఞతలు ఏమిటంటే, ఒక పదార్ధం చాలా కఠినమైనది, మరొకటి చాలా మృదువైనది. ఒకటి దాదాపు మెటల్ కండక్టర్. మరొకటి విద్యుద్వాహకము."
కొత్త పదార్థాన్ని ఎలా అంచనా వేయాలో తెలుసుకోవడానికి, మీరు ముందుగా క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని ఎలా అంచనా వేయాలో నేర్చుకోవాలి. దీని కోసం, ఒగానోవ్ మరియు అతని సహచరులు 2006లో ఒక పరిణామ విధానాన్ని ప్రతిపాదించారు.
"ఈ విధానంలో, మేము అన్ని అనంతమైన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను ప్రయత్నించడానికి ప్రయత్నించడం లేదు. మేము చిన్న యాదృచ్ఛిక నమూనాతో ప్రారంభించి దశలవారీగా ప్రయత్నిస్తాము, దానిలో మేము సాధ్యమైన పరిష్కారాలను ర్యాంక్ చేస్తాము, చెత్త వాటిని విస్మరిస్తాము. మరియు ఉత్తమమైన వాటి నుండి మేము అనుబంధ వేరియంట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాము. కుమార్తె రూపాంతరాలు వివిధ ఉత్పరివర్తనాల ద్వారా లేదా పునఃసంయోగం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి - వంశపారంపర్యత ద్వారా, ఇక్కడ ఇద్దరు తల్లిదండ్రుల నుండి మేము కూర్పు యొక్క విభిన్న నిర్మాణ లక్షణాలను మిళితం చేస్తాము. దీని నుండి కుమార్తె నిర్మాణం-ఒక కుమార్తె పదార్థం, కుమార్తె రసాయన కూర్పు, కుమార్తె నిర్మాణం. ఈ అనుబంధ సమ్మేళనాలు కూడా మూల్యాంకనం చేయబడతాయి. ఉదాహరణకు, స్థిరత్వం ద్వారా లేదా మీకు ఆసక్తి కలిగించే రసాయన లేదా భౌతిక ఆస్తి ద్వారా. మరియు మేము లాభదాయకంగా లేని వాటిని విస్మరిస్తాము. వాగ్దానాన్ని ప్రదర్శించే వారికి సంతానం ఉత్పత్తి చేసే హక్కు ఇవ్వబడుతుంది. మ్యుటేషన్ లేదా వంశపారంపర్యంగా మనం తరువాతి తరాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాము.
కాబట్టి, దశలవారీగా, శాస్త్రవేత్తలు ఇచ్చిన భౌతిక ఆస్తి పరంగా వారికి సరైన పదార్థాన్ని చేరుకుంటున్నారు. ఈ సందర్భంలో పరిణామ విధానం డార్విన్ యొక్క పరిణామ సిద్ధాంతం వలె పనిచేస్తుంది; ఇచ్చిన ఆస్తి లేదా స్థిరత్వం యొక్క కోణం నుండి అనుకూలమైన క్రిస్టల్ నిర్మాణాల కోసం శోధిస్తున్నప్పుడు ఓగానోవ్ మరియు అతని సహచరులు కంప్యూటర్‌లో ఈ సూత్రాన్ని అమలు చేస్తారు.
“నేను కూడా చెప్పగలను (కానీ ఇది ఇప్పటికే పోకిరితనం అంచున ఉంది) మేము ఈ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేస్తున్నప్పుడు (మార్గం ద్వారా, అభివృద్ధి కొనసాగుతుంది. ఇది మరింత మెరుగుపడింది), మేము వివిధ పరిణామ పద్ధతులతో ప్రయోగాలు చేసాము. ఉదాహరణకు, మేము ఒక బిడ్డను ఇద్దరు తల్లిదండ్రుల నుండి కాదు, ముగ్గురు లేదా నలుగురి నుండి ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రయత్నించాము. జీవితంలో మాదిరిగానే, ఇద్దరు తల్లిదండ్రుల నుండి ఒక బిడ్డను ఉత్పత్తి చేయడం సరైనదని తేలింది. ఒక బిడ్డకు ఇద్దరు తల్లిదండ్రులు ఉన్నారు - తండ్రి మరియు తల్లి. మూడు కాదు, నాలుగు కాదు, ఇరవై నాలుగు కాదు. ఇది ప్రకృతిలో మరియు కంప్యూటర్‌లో సరైనది.
ఒగానోవ్ తన పద్ధతిని పేటెంట్ చేసాడు మరియు ఇప్పుడు దీనిని ప్రపంచవ్యాప్తంగా దాదాపు వేల మంది పరిశోధకులు మరియు ఇంటెల్, టయోటా మరియు ఫుజిట్సు వంటి అనేక అతిపెద్ద కంపెనీలు ఉపయోగిస్తున్నారు. ఉదాహరణకు, టయోటా, ఒగానోవ్ ప్రకారం, హైబ్రిడ్ కార్ల కోసం ఉపయోగించే లిథియం బ్యాటరీల కోసం కొత్త పదార్థాన్ని కనిపెట్టడానికి కొంతకాలంగా ఈ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తోంది.
డైమండ్ సమస్య
కాఠిన్యం కోసం రికార్డ్ హోల్డర్ అయిన డైమండ్ అన్ని అప్లికేషన్‌లకు సరైన సూపర్ హార్డ్ మెటీరియల్ అని నమ్ముతారు. అయినప్పటికీ, ఇది అలా కాదు, ఎందుకంటే ఇనుములో, ఉదాహరణకు, అది కరిగిపోతుంది, కానీ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆక్సిజన్ వాతావరణంలో అది కాలిపోతుంది. సాధారణంగా, వజ్రం కంటే కష్టతరమైన పదార్థం కోసం అన్వేషణ అనేక దశాబ్దాలుగా మానవాళిని ఆందోళనకు గురిచేస్తోంది.
"నా గుంపు నిర్వహించిన ఒక సాధారణ కంప్యూటర్ లెక్కింపు అటువంటి మెటీరియల్ ఉనికిలో లేదని చూపిస్తుంది. వాస్తవానికి, వజ్రం కంటే కష్టతరమైనది వజ్రం కావచ్చు, కానీ నానో-స్ఫటికాకార రూపంలో ఉంటుంది. ఇతర పదార్థాలు కాఠిన్యం పరంగా వజ్రాన్ని అధిగమించలేవు.
ఒగానోవ్ సమూహం యొక్క మరొక దిశ ఏమిటంటే, విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేయడానికి సూపర్ కెపాసిటర్‌లకు, అలాగే కంప్యూటర్ మైక్రోప్రాసెసర్‌ల యొక్క మరింత సూక్ష్మీకరణకు ఆధారంగా పనిచేసే కొత్త విద్యుద్వాహక పదార్థాల అంచనా.
"ఈ సూక్ష్మీకరణ వాస్తవానికి అడ్డంకులను ఎదుర్కొంటుంది. ఎందుకంటే ఇప్పటికే ఉన్న విద్యుద్వాహక పదార్థాలు విద్యుత్ ఛార్జీలను చాలా తక్కువగా తట్టుకుంటాయి. అవి లీక్ అవుతున్నాయి. మరియు మరింత సూక్ష్మీకరణ అసాధ్యం. మేము సిలికాన్‌కు కట్టుబడి ఉండే పదార్థాన్ని పొందగలిగితే, అదే సమయంలో మన వద్ద ఉన్న పదార్థాల కంటే చాలా ఎక్కువ విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం ఉంటే, అప్పుడు మనం ఈ సమస్యను పరిష్కరించగలము. మరియు మేము ఈ దిశలో కూడా చాలా తీవ్రమైన పురోగతిని సాధించాము.
మరియు ఒగానోవ్ చేసే చివరి పని కొత్త ఔషధాల అభివృద్ధి, అంటే వారి అంచనా కూడా. స్ఫటికాల ఉపరితలం యొక్క నిర్మాణం మరియు రసాయన కూర్పును అంచనా వేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు నేర్చుకున్న వాస్తవం కారణంగా ఇది సాధ్యమవుతుంది.
"వాస్తవం ఏమిటంటే, క్రిస్టల్ యొక్క ఉపరితలం తరచుగా రసాయన కూర్పును కలిగి ఉంటుంది, అది క్రిస్టల్ యొక్క పదార్ధానికి భిన్నంగా ఉంటుంది. నిర్మాణం కూడా చాలా తరచుగా తీవ్రంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. మరియు మేము సాధారణ, అకారణంగా జడ ఆక్సైడ్ స్ఫటికాలు (మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ వంటివి) యొక్క ఉపరితలాలు చాలా ఆసక్తికరమైన అయాన్లను (పెరాక్సైడ్ అయాన్ వంటివి) కలిగి ఉన్నాయని కనుగొన్నాము. అవి ఓజోన్‌కు సమానమైన సమూహాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇందులో మూడు ఆక్సిజన్ అణువులు ఉంటాయి. ఇది చాలా ఆసక్తికరమైన మరియు ముఖ్యమైన పరిశీలనను వివరిస్తుంది. ఒక వ్యక్తి జడ, సురక్షితమైన మరియు హానిచేయని ఆక్సైడ్ ఖనిజాల యొక్క సూక్ష్మ కణాలను పీల్చినప్పుడు, ఈ కణాలు క్రూరమైన జోక్ ఆడతాయి మరియు ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్ అభివృద్ధికి దోహదం చేస్తాయి. ముఖ్యంగా, అత్యంత జడత్వంతో కూడిన ఆస్బెస్టాస్ క్యాన్సర్ కారక పదార్థం అని తెలిసింది. కాబట్టి, ఆస్బెస్టాస్ మరియు క్వార్ట్జ్ (ముఖ్యంగా క్వార్ట్జ్) వంటి ఖనిజాల ఉపరితలంపై పెరాక్సైడ్ అయాన్లు ఏర్పడతాయి, ఇవి క్యాన్సర్ ఏర్పడటానికి మరియు అభివృద్ధిలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. మా సాంకేతికతను ఉపయోగించి, ఈ రకమైన కణాల ఏర్పాటును నివారించగల పరిస్థితులను అంచనా వేయడం కూడా సాధ్యమే. అంటే, ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్ చికిత్స మరియు నివారణను కూడా కనుగొనాలనే ఆశ ఉంది. ఈ సందర్భంలో, మేము ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్ గురించి మాత్రమే మాట్లాడుతున్నాము. మరియు పూర్తిగా ఊహించని విధంగా, మా పరిశోధన ఫలితాలు అర్థం చేసుకోవడం మరియు ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్‌ను నివారించడం లేదా నయం చేయడం కూడా సాధ్యం చేశాయి.
సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఫార్మాస్యూటికల్స్ రెండింటికీ సంబంధించిన పదార్థాల రూపకల్పనలో క్రిస్టల్ నిర్మాణాల అంచనా కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. సాధారణంగా, ఈ సాంకేతికత భవిష్యత్ సాంకేతికతలో కొత్త మార్గాన్ని తెరుస్తుంది, ఓగానోవ్ ఖచ్చితంగా ఉంది.
ఆర్టెమ్ యొక్క ప్రయోగశాలలోని ఇతర ప్రాంతాల గురించి మీరు లింక్‌లో చదువుకోవచ్చు మరియు అతని పుస్తకాన్ని చదవవచ్చు క్రిస్టల్ స్ట్రక్చర్ ప్రిడిక్షన్ యొక్క ఆధునిక పద్ధతులు