что-то лень подсчитывать - а ароматические свойства у него есть?

не знаю. видимо, должны

есть.

Есть. А что Вы хотели подсчитать?

ерунду. проверить на соответствие правилу господи, как его? - хюккеля.

Таких шариков и роликов как снизу - сверху нет. Вот это то и есть неопределённость.

ну, это как первые патефоны. Доведут технологию до приличного состояния, будут форму атомов ощупывать, электронные облака на орбиталях рисовать.

В голове не укладывается. никак.

Они есть, но не в фокусе :) Не умеют ищо пока...

на самом деле AFM ничего не "видит", а измеряет величину тока между образцом и электродом, которую затем преобразует по некоей формуле в картинку. Это к задававшемуся Вами же вопросу о том чем занимаются, скажем, физики высоких энергий. Они преобразуют результаты измерения в картинки с разными кварками, например. Верить им или не верить?.

да, насчет тока я так и понял текст в вики.
Однако тут же наиболее важным является сопоставление двух картинок - структурной формулы и фотографии. Кто это сделал? Это просто журналистская поделка - или это делают физики? эта картинка призвана быть самопонятной. При чем тут вера? Мне бы казалось, в самом деле получены таким-то прибором такие-то показания, которые так-то по формуле переводятся в картинку. Вопрос не в вере, а в понимании. что на ней видно.

(извините, встряну немножко)
"получены таким-то прибором такие-то показания, которые так-то по формуле переводятся в картинку" - в астрономии совсем наглядно это проделывается: таблица чисел превращается Птолемеем в кружок "орбита Солнца вокруг Земли" (или позже Коперником "орбита Земли вокруг Солнца"); структурная формула выше, мне кажется, из серии ровно таких же мысленных конструктов, в реальности как бы и "не существующих", но в то же время и не фантазий (как орбита планеты); и иногда, если очень постараться, их удается увидеть
(Мах, кстати, если не путаю, только увидев треки альфа-частиц в каком-то прибре, наконец сдался и признал существование атомов)

Да, это очень интересные мысленные конструкты, которые иногда удается увидеть

Это делают физики и химики, у меня весь стол такими игрушками для студентов завален. Как любая модель, хороши в меру. Скажем в данном случае - между серыми и между белыми атомами - по палочке. Но надо сказать что палочка "серый-белый" символизирует одинарную связь, а палочка "серый-серый" намного сложнее, потому что там и сигма- и пи-связь замешаны. Та самая "ароматичность" про которую выше спрашивали.

Если пойти еще дальше, то теоретики уточняют, что связь С--Н вовсе не одинарная, а локализовано на ней дробное число электронов (в среднем по времени). Что при "мгновенных снимках" должно означать, что иногда электрон должный быть здесь, гуляет "на сторону".

Далее - загадочная асимметрия правого и левого концов молекулы. Предполагаю, что что результат прогиба молекулы адсорбированной на поверхности. Важно знать - поверхности чего - потому как поверхность -- она ведь тоже состоит из атомов. И размеры атомов (что задает расстояния между ними) будут совпадать или не совпадать с положением атомов в молекуле. А адсорбция, как процесс поляризации молекулы, будет менять распределение электронов между атомами молекулы.

Что не меняет отношения к факту - результат офигенный. Более всего кстати близка аналогия с "видением" слепого - атомная азбука Бройля прочитана.

разумеется, такие и похожие модельки я многажды видел. Поражает именно сходство с ними. Это как... У меня такой пример. Один человек в жизни не видел елового леса. ему и так рассказывают. и эдак - он не видел, и дерева ни одного не видел, ничего не представляет. ему говорят - елка как этакая узкая пирамидка, понимаешь? А лес - это когда много-много понатыкано таких пирамидок. И вот прошло время и наконец удалось найти фотоснимок елового леса, чтобы показать тому... скажем, инопланетянину. И вот ему показывают этот настоящий фотоснимок елового леса, а там - узенькая такая пирамидка. Зеленая.

//загадочная асимметрия правого и левого концов молекулы

простите, но я никакой асимметрии что-то не вижу.

Справа оба крайних атома углерода одинаково яркие, а слева нижний ярче верхнего. Точнее - и справа тоже есть смещение, но оно меньше чем слева.

То что концы ярче центра -- тоже еще понять надо почему именно.

о нет, это просто точность эксперимента.

концы ярче - это понятно: там нет усреднения от backbone.

Скорее влияние субстрата (металл). Ведь когда молекула лежит на диэлектрике, такого нет (в той же статье в Science).

я текст пока не читал, но картинки все на Cu.

??? Fig 2 на NaCl

а, верно. Вы правы.

Конечно по одной картинке дискутировать невозможно; я предположил бы что это эффект от взаимодействия с подложкой на которой молекула адсорбирована.

Надо бы оригинал прочесть...

подложка лежит ниже на 0.1А

Ниже чего лежит подложка на 1/10 Ангстрема?

ниже молекулы.

там выше мне справедливо указали на диэлектрик; я это замечание полностью принимаю. возможно, вам тоже будет интересно.

Однако тут же наиболее важным является сопоставление двух картинок - структурной формулы и фотографии.

Ну так структурная формула это ж не просто схема. Там все расстояния, положения водородных связей и прочее - все давно измерено. Помните как Уотсон и Крик ДНК конструировали, у них долго не получалось, поскоку не ту изоформу взяли, с не тем положением водородной связи.
Было бы удивительно, если бы "фотография" и формула расходились. Вот тогда была бы явная ошибка эксперимента.

Потрясающе.

Для всех молекул формула одна, или каждый раз новую приходится придумывать для картинки?

Для всех молекул пентацена формула одна, С20Н14.

подождите-подождите. AFM не измеряет величину тока между образцом и электродом, а, как (как это ни смешно) следует из названия, измеряет силу. а фокус там в том что они острие функционализировали молекулами CO, что позволило резко повысить разрешение.

CС неопределенностью все в порядке. Но картинка серьезная! Особенно, если учесть, что это вовсе не "вид на просвет", а зарисовка "наощупь"!!! Условно говоря предельно тонкой иголкой с вполне определенной атомарной структурой на конце (пишут про СО -окончание) "ощупывали" одиночную молекулу! Откапывать оригинал некогда, но обычно это делается вибрирующим зондом (иголкой) и проблема уже в том, чтобы при подходе-отходе острия ощупываемая молекула не переползла или не деформировалась. Зонд подходит, "запоминается" сила отталкивания, зонд отводится и смещается вдоль поверхности на доли ангстрема (в данном случае) еще раз подводится - взаимодействие с поверхностью (участком молекулы) уже отличается и так далее.
Круто, в общем...

Да, очень круто

Ни фига себе! (извинитьпжлста:)

Условно говоря предельно тонкой иголкой с вполне определенной атомарной структурой на конце (пишут про СО -окончание) "ощупывали" одиночную молекулу!
---------------------------------------------
вот как раз очень хорошая иллюстрация:

В самом деле, для констатации наличия атомной частицы в ограниченной области пространства и времени требуется экспериментальное устройство, связанное с переносом количества движения и энергии к телам, подобным неподвижным масштабам и синхронно идущим часам; а этот перенос не может быть включен в описание работы упомянутых приборов без отказа от их пригодности к выполнению их роли фиксировать систему отсчета. Обратно, всякое строгое применение к атомным процессам законов сохранения количества движения и энергии предполагает в принципе отказ от детальной локализации частиц в пространстве и времени.

Эти обстоятельства находят себе количественное выражение в соотношениях неопределенности Гейзенберга. Последние дают связь (обратную пропорциональность) между неточностями допустимого в квантовой механике фиксирования тех кинематических и динамических переменных, которыми в классической механике определяется состояние физической системы. Действительно, некоммутативность математических символов, которыми в аппарате квантовой механики представлены эти переменные, соответствует несовместимости экспериментальных установок, необходимых для их однозначного определения. В связи с этим заметим, что мы, очевидно, имеем здесь дело не с ограничениями точности измерений, а с ограниченной применимостью пространственно-временных понятий и динамических законов сохранения; эта ограниченная применимость связана с необходимостью проводить различие между измерительными приборами и атомными объектами :)

Бор Н. Квантовая физика и философия
www.philsci.univ.kiev.ua/biblio/Bor.html

petrov_ivanov

Путано выражается старина Бор - наверное перевод не качественный... Но в принципе все так, в чем проблема? Хорошая степень локализации в данном случае вовсе не противоречит принципу неопределенности. Атомы, замечу, колеблются чего в эксперименте, естественно, не видно - мы видим некое усреднение по большому промежутку времени. Про движение в этой молекуле (импульсы, стоящие сомножителем в неравенстве Гейзенберга) - вообще ничего неизвестно - "полная неопределенность"! ;)

Хорошая степень локализации в данном случае вовсе не противоречит принципу неопределенности
---------------
почему?

petrov_ivanov

а почему она должна противоречить? атомы, как правильно было замечено выше, не двигаются, псокольку это, скорее всего, нуль градусов. электронные же облака размазаны как и положено, из-за усреднения по времени.

а где Бор и Гейзенберг писали о том, что принцип неопределенности не выполняется вблизи абс. нуля? Насколько я понимаю, речь шла о фундаментальном законе мирозздания, а не о том, что электрон когда тепло, прыгает, как блоха, а когда холодно - стоит на месте :) Т. е. как-то очень уж классически у Вас получается

электронные же облака размазаны
---------------------------
ну они так "размазаны", что прям на картинке видны электронные связи, как верно заметил хозяин журнала

petrov_ivanov

простите, вы про какой принцип неопределенности говорите? дельта икс - дельта пэ или дельта е - дельта тэ?

я отталкиваюсь от цитаты Бора -

Обратно, всякое строгое применение к атомным процессам законов сохранения количества движения и энергии предполагает в принципе отказ от детальной локализации частиц в пространстве и времени. Эти обстоятельства находят себе количественное выражение в соотношениях неопределенности Гейзенберга... мы, очевидно, имеем здесь дело не с ограничениями точности измерений, а с ограниченной применимостью пространственно-временных понятий и динамических законов сохранения; эта ограниченная применимость связана с необходимостью проводить различие между измерительными приборами и атомными объектами
http://ivanov-petrov.livejournal.com/1252060.html?thread=61552604#t61552604

т. е. мне, по невежеству, уж простите, не очень понятно, как можно делать такие фотографии в таких условиях

и как показалось - к молекуле исследователи подошли, просто как мелкому макро-объекту - подморозили, зафиксировали в нужной позиции - и сделали фото - в т. ч. и электронных связей - в точном соответствии с принципом неопределенности, как Вы мне объясняете

petrov_ivanov

я все же не понимаю, в чем проблема. такая большая молекула - это и есть во многом макрообъект.

если картинку и можно назвать "фотографией", то с очень большой выдержкой. все движение замазывается, его просто не видно.

я все же не понимаю, в чем проблема
----------------------
если предполагается "отказ от детальной локализации частиц в пространстве и времени" (Н. Бор, по ссылке выше), конкретно, электрона, как же можно дать столь детальную фотографию молекулы, и конкретно, электронных связей (если это они)? При чем здесь фотографии? Орбиталь, насколько я понимаю классиков из Копенгагена, это просто "место", где электрон прыгает, "как блоха" - чистейшей воды абстракция. Т. е., скажем, если взять молекулу водорода, то электрон с большей вероятностью будет где-то в пределах некоторой "сферы", центр кот. ядро атома водорода - чем, скажем, за 10 км. Такая сфера - это умозрительное представление, ее нет - и быть не может. Более того, как только Вы начинаете фиксировать координату электрона в пределах этой сферы, Вы ничего не можете сказать об энергии-импульсе электрона, тем более, их ансамбля. Что же там "давит на иглу"?

petrov_ivanov

> отказ от детальной локализации частиц в пространстве и времени

Бор имел в виду отказ от локализации частиц _и_ в пространстве, _и_ во времени в рамках одного _и_ того же измерения, а не воообще отказ от локализации.

в данном случае всё в порядке, локализация в пространстве есть, во времени нет.

да и в пространстве тоже локализации нет. плотность заряда - какая уж тут локализация?

если нет "локализации в пространстве", почему есть фото электронных связей - конкретные пространственные конфигурации?

petrov_ivanov

Вы это всерьез хотите анализировать? Ну из соотношения Гейзенберга для неопределенности положения атома углерода порядка 1 ангстрема неопределенность скорости должна быть порядка 300 м/с. Я, как обычно могу путать знаки и порядки, но веры в базовые принципы это раскачивать не должно :) Эта скорость вполне себе может соответствовать средней энергии нулевых колебаний в рассматриваемой ароматической молекуле (похоже по порядку величины, а искать точное значение - время тратить). То есть даже при мгновенной "фотографии" такую четкость можно было бы получить оставаясь в рамках квантовой неопределенности.
Размытость изображений электронных (и тем более оптических) микроскопов связана не с размытостью положения атомов в решетке, а с размытостью оптического кванта или электрона низкой энергии. AFM это лимитирование обходит.

спасибо, будем считать, что Вы объяснили :)

petrov_ivanov

я думаю, молекулу они серьезно прикрепили в поверхности.

да-да, все уже радуются. CO-шная игла - залог будущих экзабайтных винчестеров.

там вроде негде взяться неопределённости: позиции атомов вполне определены (это небось заморожено до единиц K), а "связи" - это максимумы вероятности положения электронов, тоже никуда не должны ехать.

ну и нам в своё время гасили энтузиазм рассказами что это не просто фотография, там какую-то математику надо применить чтобы была такая красивая картинка.

да, не просто фотография. Но вместе с моделью дает удивительный эффект

все это есть, и это удивительно, но и несомненно!

да, совершенно удивительное зрелище

поразительное совпадение теории которой мы пользуемся и того что мы можем наблюдать.

эх. вот если б они еще и без компутера такую же картинку получили...

Фантастический результат.

Да, от таких штук нет-нет, да и пожалеешь что ты не физик.

Ща придёт ЛетМед и скажет, что "ядерная бонба поразительно точно падает в эпицентр ядерного взрыва" :) В том смысле, что потому "поразительное совпадение" и получается, что "правильно" на компьютере считали :)

***
Это я в том смысле, что есть такое мнение, хотя я лично его совершенно не разделяю.

простите, но это и есть "без компьютера". то есть комп здесь просто управляет очень тонкой иголкой.

компьютер управляет, компьютер интерпретирует, компьютер визуализирует. не. не то.
мне, невежде, хочется прямой результат взаимодействия частиц видеть, механический так сказать.

ну дык это и есть механический результат. комп просто доглядывает за иголкой, чтоб она на молекулу не упала. упадет - измерение тю-тю.

Так вот размазанность электронных связей и есть неопределённость...

извини, напомнил )
"Едут Петька с Василием Ивановичем в поезде. Василий Иванович только что академию закончил. Вот Петька и спрашивает:
- Ты Василий Иванович теперь умный, а скажика, что это постоянно стучит?
Чапаев немного подумавши отвечает:
- Тёмный ты Петька. Колёса это, они круглые, а площадь круга равна "пи р квадрат", так вот квадрат и стучит."

Ну, видишь ли... Яркость точки на картинке пропорциональна плотности функции состояния электронов. Это и вправду так, никаких квадратов :)

А что на иглу давит - функция состояния? ;)

На иглу давит сила взаимодействия, которая зависит от функции состояния.

Я так и думал. Что давит - неизвестно, но оно зависит от функции.

В смысле? В слове AFM F - это force. А силы бывают разные - см. ссылку на Википедию.

Ну, тут другое. Я вообще не понимаю, что такое сила. С детства.

так точно. а то кто-то наверху с tunelling перепутал.

в данном случае размазанность эл.связей есть следстие усреднения по времени.

Ну, естественно. Усредняем по времени, получаем вероятность взаимодействия, т.е. плотность функции состояния.

совершенно верно. только соотношение неопределенности тут не совсем при чем.

Ну а интересно, плотность вероятности тоже не при чём?

Соотношение неопределённости не позволяет одновременно локализовать частицу и узнать её импульс. Импульс, грубо говоря, определяется силой взаимодействия, координата - точкой приложения. Ну и вот, так или иначе, неопределённость туда и попадает.

она туда бы попадала, будь "фотография" сделана мгновенно. а тут сила взаимодействия усредняется по 10^15 оборотам электрона. ну вот и получается плотность вероятности заряда.

Ну, она и усредняется, конечно. Но при любом, скажем так, "единичном" измерении неопределённость есть? Есть. Куда ей деваться-то из усреднения?

дык нету тут единичного измерения, в этом и вся фишка. для единичного измерения аттосекундные импульсы нужны. но это уже другая область.

а так - неопределенности единичного измерения замазываются временным усреднением. причем замазывается очень сильно.

А оценки "замазок" есть?

ну я же дал "замазку": характерная частота вращения электрона - 10^15 Герц, время измерения - 1 с. Вот и получается "замазка" в миллиард миллионов. Ну, или в миллион миллиардов, если так удобнее.

А вот было бы удивительно, если б вместо структуры пицена нарисовалось что-нибудь с пятичленными кольцами. Небось, и не приняли бы статью к публикации ;)

всё должно быть тип-топ, один в один.

Вот. Так и должно выглядеть, в цвете. А у них не покрашено. А всем известно, что кислород - красный, а водород - эээ, голубой.

Да. с покраской как-то недоработали. ну ничего, перед приездом проверяющей инспекции покрасят

Ага. Узнают, из какой страны едет, и покрасят в национально-атомные цвета. У всех - свои.

Наоборот - водород красный, кислород - синий, углерод - черный. Фтор - фиолетовый. А хлор такой желто-зеленый, но я не уверен, в школьном учебнике картинки были выцветшие. Но там все точно было нарисовано. А тут - черно-белая халтура.

О, да учебник почти соответствовал рекомендациям IUPAC! Вот это да. Я думал, на них все кладут.

эээ... кислород белый, а водород - красный.

У! Это какое гражданство должен принять водород, чтоб покраснеть?

гражданство у всех российское!

Но тогда кислород - иностранец? Российский кислород вроде синий.

спасибо Вам: http://oude-rus.livejournal.com/235561.html

что-то не верю. нарисовали в фотошопе колечек, добавили размытия - и готово

Да, мощно, наверно самое трудное было от всех помех и дрейфов избавиться, чтоб прям отдельную молекулу то пощупть. На больших кристаллах то такие картинки легко получаются

Что ж. Фотография звёздного неба тоже интересна и удивительна! Такие точечки-звёзды...
Иногда даже видны лучи! А морская звезда? Она похожа на число 5!
Требую фотографии квантов!

Видим звёзды, которых уже нет. Возможно, иногда видим физические
объекты, которых ещё нет.

фото квантов будут. Но надо немного погодить - пока построют все необходимые кванты

Тонко!