Новая молекула с топологией сложнее ленты Мёбиуса

Группа химиков создала необычную молекулу с уникальной пространственной структурой, которая оказалась даже более сложной, чем знаменитая лента Мёбиуса. Новая форма представляет собой кольцо из 13 атомов углерода и двух атомов хлора, образующих необычно закрученную топологию.

Если представить себе гипотетическое квантовое существо, перемещающееся вдоль атомов этого кольца, ему пришлось бы обойти структуру четыре раза, чтобы вернуться в исходную точку.

Чем отличается новая структура

Лента Мёбиуса — это поверхность с одним изгибом, где для возвращения на исходную сторону нужно дважды обойти петлю. В новой молекуле закрученность еще сложнее.

Исследователи описывают ее как своеобразную «половину ленты Мёбиуса» с необычной топологией. Открытие может стать новым подходом к проектированию молекул с заданной трехмерной формой.

Как ученые создали молекулу

Работой руководил химик Игорь Рончевич из Манчестерского университета. Для сборки структуры ученые разместили атомы на тонкой золотой поверхности и работали при чрезвычайно низкой температуре.

Для контроля процесса использовались два высокоточных прибора:

• атомно-силовой микроскоп;
• сканирующий туннельный микроскоп.

С их помощью исследователи могли управлять положением отдельных атомов и изучать поведение электронов внутри молекулы.

Почему молекула закручивается

В подобных структурах электроны не закреплены строго за отдельными атомами. Они распределяются вокруг них, образуя волнообразные области.

Именно взаимодействие этих электронов привело к появлению ранее не наблюдавшейся закрученной топологии молекулы.

Молекулу можно «переключать»

Эксперимент показал, что структура может менять форму. С помощью небольшого электромагнитного импульса исследователи смогли:

• переключать закрученность с левосторонней на правостороннюю;
• полностью раскручивать молекулу;
• изменять ее топологию.

Такая управляемость открывает новые возможности для создания функциональных молекул.

Роль квантовых компьютеров

Чтобы объяснить свойства структуры, ученые использовали моделирование как на обычных компьютерах, так и на квантовом компьютере IBM. Квантовые вычисления позволяют точнее описывать сложные взаимодействия электронов.

По словам специалистов, подобные исследования показывают, что квантовые компьютеры уже начинают приносить практическую пользу в химии.

Возможные применения

Некоторые исследователи считают, что возможность менять форму молекулы может оказаться полезной для создания чувствительных сенсоров. Например, структура может менять состояние при воздействии магнитных полей.

Эксперты также отмечают, что работа объединяет сразу несколько областей науки — органическую химию, нанотехнологии и квантовую физику.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.

Читайте также:

• «Мы устали это терпеть»: Wildberries и Ozon резко меняют правила для покупателей
• Плацкарта и купе уходят в прошлое: РЖД запускает новый тип вагонов
• Пенсии взлетят в апреле 2026: узнайте, сколько добавят именно вам
• С 10 марта вы перестанете платить за это в «Красное&Белое» и «Магните» — подробности
• Работать всего 4 дня в неделю?! Раскрыты точные даты коротких недель в 2026 году