Кванттық химия және оның даму тарихы

 

 

Владимир Александрович Фок -  КСРО Ғалымдар Академиясының академигі, Соцалистік Еңбек Ері.Петроград университетін бітірген. 1919-1923 және 1928-1941 ж. Мемлекеттік оптика институтында, 1924-1936 ж. Ленинград физика-техникалық институтында, 1934-1941 және 1944-1953 жылдары КСРО Ғалымдар Академиясының Физика институтында қызмет істеді. 1932 жылдан Ленинград университетінің профессоры.1954-1964 ж. КСРО Ғалымдар Академиясының физикалық мәселелері институтында қызмет етті. Фоктың негәзгә ғылыми еңбектері кванттық механикаға, кванттық электродимикаға, жарық дифракциясы теориясына, радиотолқындардың таралуына, жалпы салыстырмалық теориясына, математикаға, математикалық физикаға, ал оның алғашқы еңбектері тұтас орта механикасы мен теориялық оптикаға арналған.Лениндік және КСРО мемлекет сыйлығының лауреаты

Абердин Джордж Гамильтон-Гордон (Aberdeen, George Hamilton-Gordon, 4th earl of) (1784, 28 қаңтар, Эдинбург — 1860, 14 желтоқсан, Лондон), Ұлыбритания премьер-министрі (1852-55), Абердинің 4-графы. 1813 жылыАвстриядағы арнайы елші ретінде НАПОЛЕОНДЫ жеңген коалицияның құрылуына ықпал етті. 1828-30, 1841-46 жж. сыртқы істер министрі болып, УЭБСТЕР – АШБЕРТОН ЖӘНЕ ОРЕГОН КЕЛІСІМШАРТЫМЕН Канада мен АҚШ арасындағы шекаралық таласты жөнге келтіреді. Премьер-министр болған кезде коалициялық үкімет құрады. Оның біршешімді болмауы Ұлыбританияның Қырым соғысына араласуына әкеп соғады. Британ генералдарының соғыстағы жеңілісіне жауапты болған ол 1855 жылы отставкаға кетеді.

Нильс Хенрик Давид Бор, дат. Niels Henrik David Bohr (7.10.1885, Дания, Копенгаген — 18.11.1962, сонда) — даниялық ғалым, қазіргі заманғы физиканың негізін салушылардың бірі, Дания корольдік қоғамының мүшесі (1917) және 1919 жылдан оның президенті.

• Копенгаген университетін бітірген (1908).

• 1911 — 12 ж Кембриджде Дж. Дж. Томсонмен, 1912 — 13 ж Манчестерде Э. Резерфордпен бірге ғыл.-зерт. жұмыстарын жүргізді.

• 1916 жылдан Копенгаген ун-тінің профессоры.

• 1920 жылдан өмірінің соңына дейін Копенгагендегі Теориялық физика ин-тын (қазіргі Нильс Бор ин-ты) басқарды.

Нильс Бор мен Альберт Эйнштейн

*1943 ж Данияға  фашистердің жаулап алу қатері  төнгенде, ол АҚШ-қа кетуге мәжбүр  болды. АҚШ-та алғашқы атом бомбасын  жасауға қатысты, кейін оны шығаруға  қарсы шықты. Соғыс аяқталған  соң Данияға қайта оралды.

 
Бор — атомның алғашқы кванттық теориясын жасаушы, кванттық механиканың негізін қалаушылардың бірі. Ол Бор қағидалары (постулаттары) деп аталған тұжырымдар негізінде атомның орнықтылығын және сутек тәрізді атомдардың спектрлік заңдылықтарын түсіндірді. Бор теориясы бойынша атомның орнықты (стационар) күйдегі энергиясының үзілісті (дискретті) мәндерге ие болатындығы алынғанымен, электрон шеңбер не эллипс тәрізді орбита бойымен қозғалатын классикалық бөлшек ретінде қарастырылады. Бұл теорияда Л. де Бройль ашқан микробөлшектердің толқындық қасиеті ескерілмейді. Атом құрылысының және оның ішінде өтетін түрлі процестердің толық теориясы кванттық механика заңдары ашылған соң ғана жасалды. Бор 1923 ж классикалық және кванттық ұғымдар арасындағы сәйкестік принципін ашты. Сол жылы өзі жасаған атом моделі негізінде, алғаш рет Д.И. Менделеевтің элементтердің периодтық жүйесіне ғыл. түсініктеме берді. 1927 ж микродүниенің ең маңызды принциптерінің бірі — толықтырғыштық принципін тұжырымдады. Мұның философия ғылымы үшін маңызы зор болды. Ол құранды ядро теориясының авторы (1936). 1939 ж американ физигі Дж.Уилермен бірге ядроның бөліну механизмін түсіндірді. Уран ядросының өздігінен бөлінуін болжады. Бjh 20 ғfcshдың 40 — 50-жылдары негізінен, элементар бөлшектердің белгілі бір ортамен әсерлесу мәселесін зерттеді. Ол дүние жүзі физиктерінің (Ф.Блох, О.Бор, В.Вайскопф, Х.Казимир, О.Клейн, Х.Крамерс, Л.Д.Ландау, Л.Розенфельд, Дж.Уилер, т.б.) үлкен мектебін ұйымдастырды, олардың арасындағы ғыл. шығармашылық байланысты дамытты. Бор — Нобель сыйлығының лауреаты (1922), дүние жүзіндегі 20-дан астам ғылым академиясының, оның ішінде КСРО ғылым академиясының (1929) құрметті мүшесі.

Нильс Бор (Bohr) 1885 жылы жетінші қазанда Данияның Копенгаген қаласында туған. Копенгаген университетін (1908) бітірген соң 1911 – 12 жылдарыКембриджде физик Джозеф Томсонмен, 1912 – 13 жылдары Манчестерде Эрнест Резерфордпен бірге ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізді. 1916 жылдан Копенгаген университетінің профессоры. 1920 жылдан өмірінің соңына дейін Копенгагендегі Теориялық физика институтын (қазіргі Нильс Бор институты) басқарды. 1943 жылы Данияға фашистердің жаулап алу қатері төнгенде, ол АҚШ-қа кетуге мәжбүр болды. АҚШ-та алғашқы атом бомбасын жасауға қатысты, кейін оны шығаруға қарсы шықты. Соғыс аяқталған соң Данияға қайта оралды. Бор – атомның алғашқы кванттық теориясын жасаушы, кванттық механиканың негізін қалаушылардың бірі. Ол Бор қағидалары (постулаттары) деп аталған тұжырымдар негізінде атомның орнықтылығын және сутек тәрізді атомдардың спектрлік заңдылықтарын түсіндірді. Бор теориясы бойынша атомның орнықты (стационар) күйдегі энергиясының үзілісті (дискретті) мәндерге ие болатындығы алынғанымен, электрон шеңбер не эллипс тәрізді орбита бойымен қозғалатын классикалық бөлшек ретінде қарастырылады. Бұл теорияда Луи де Бройль ашқан микробөлшектердің толқындық қасиеті ескерілмейді. Атом құрылысының және оның ішінде өтетін түрлі процестердің толық теориясы кванттық механика заңдары ашылған соң ғана жасалды. Бор 1923 жылы классикалық және кванттық ұғымдар арасындағы сәйкестік принципін ашты. Сол жылы өзі жасаған атом моделі негізінде, алғаш рет Дмитрий Менделеевтің элементтердің периодтық жүйесіне ғылыми түсініктеме берді. 1927 жылы микродүниенің ең маңызды принциптерінің бірі – толықтырғыштық принципін тұжырымдады. Мұның философия ғылымы үшін маңызы зор болды. Ол құранды ядро теориясының авторы (1936).

Копенгагендегі Бордың туылған үйі

1939 жылы американ  физигі Джон Уилермен бірге ядроның бөліну механизмін түсіндірді. Уранядросының өздігінен бөлінуін болжады. Бор 20 ғасырдың 40 – 50-жылдары негізінен, элементар бөлшектердің белгілі бір ортамен әсерлесу мәселесін зерттеді. Ол дүние жүзі физиктерінің (Феликс Блох, Оге Бор, Виктор Вайскопф, Лев Ландау, т.б.) үлкен мектебін ұйымдастырды, олардың арасындағы ғылыми шығармашылық байланысты дамытты. Бор – Нобель сыйлығының лауреаты (1922), дүниежүзіндегі жиырмадан астам Ғылым академияларының, оның ішінде бұрынғы КСРО Ғылым академиясының да (1929) құрметті мүшесі. Ғалым Нильс Бор 1962 жылы 18 қарашада Копенгаген қаласында дүние салды.

 

Бор қағидалары, Бор постулаттары – даниялық физик Нильс Бордың атомның орнықты (стационар) күйін және спектрлік заңдылықтарын түсіндіруге арналған негізгі болжамдары (1913). Бірінші қағида немесе орнықты күйлер қағидасы: атомдағы электрондар кез келген энергиясы бар орбиталармен емес, тек белгілі бір энергиясы бар орбиталар бойымен қозғалады. Оларды орнықты орбиталар деп атайды. Орнықты орбиталардың энергиясы тек белгілі бір дискретті (үзікті) мәндерді ғана иеленеді. Электрондар мұндай орнықты орбита бойымен қозғалып жүргенде сәуле шығармайды. Екінші қағида немесе сәуле шығарудың жиіліктік шарты: атом бір орнықты күйден екінші бір сондай күйге ауысқанда ғана жарықтың бір фотонын жұтады не шығарады. Шығарылған не жұтылған фотонның энергиясы (һν) екі орнықты күй энергияларының (Е1 және Е2) айырымына тең

һν = Е1 – Е2

мұндағы ν – шығарылған не жұтылған сәуле фотонының жиілігі, һ – Планк тұрақтысы). Осы қағидалар негізінде құрылған Бор теориясы тек сутек және сутек тәріздес атомдардың құрылысын түсіндіруге қолданылады. Бор қағидаларыклассикалық физика заңдылықтарына толығымен қайшы келеді. Бұл қағидалар – микродүние қасиеттерін түсіндіру үшін табылған алғашқы тұжырымдар. Атом құрылысы кванттық механика арқылы ғана толық түсіндіріледі.

Қазіргі кезде  Кванттық химияның түсініктері мен әдістері жоғары молекулалы қосылыстарды зерттеуде кеңінен қолданылды. Кванттық химия әдістері молекулалық биологияда, материалтануда, органикалық шала өткізгіштер мен композициялық материалдар жасауда қолданылады.

 

 

 

 

Суперкомпьютер (ағылш. Giant computer, supercomputer) — қазіргі уақыттағы аса қуатты компьютер класына жататын есептеуіш машина; ең соңғы технологиямен жабдықталған, күрделі есептеуді жоғарғы жылдамдықпен орындауға арналған күрделі және қымбат компьютер.Суперкомпьютерлерді сандық модельдеу қолдануға болатын кез-келген есептерде пайдаланылады. Біз білетіндей мұндай есептерде өте үлкен көлемді мәліметтерді өңдеу және есептеу қажет. Суперкомпьютерлер есептеулер уақытын тежеп, ғалымдарға көптеген пайдалы мәліметтерді табуға көмектеседі. 
1970-80 жылдардағы суперкомпьютерлер тек бір ғана компьютерден тұрған болса, қазіргі заманауи суперкомпьютерлер бір-біріне өте жылдам каналдар арқылы қосылған жүздеген/мыңдаған серверлерден тұрады. Оларға тиімді жұмыс жасауы үшін арнайы операциялық жүйелер (көбінесе, Linux-тың арнайы өзгертілген түрлері) және арнайы параллельді есептеулер жасай алатын арнайы бағдарламалар пайдаланылады. 
Планетамыздағы ең мықты суперкомпьютерлер тізімі жылына екі рет (маусымда және қарашада) жаңартылады және www.top500.org сайтында жарияланады. Ең соңғы маусым айындағы жаңартылу 43-і жаңартылу болды. Суперкомпьютерлер тек қана үлкен көлемді мәліметтерді анализдеуде ғана емес, әр түрлі құбылыстарды модельдеуде пайдаланылады. Сондықтан, олар экономикалық, физикалық, химиялық, биологиялық есептеулерде таптырмас құрал.Сонымен қатар, суперкомпьютерлер мемелекеттік мақтанышқа жатады. Мысалы, АҚШ-та TOP500 рейтингіне кіретін 232 компьютері орналасқан (бір жыл алдын 252 еді), Қытайда -76 (алдын 66 еді), Ұлыбританияда және Жапонияда — 30-дан.

FLOPS — жүйенің  бір секунд ішінде қанша операция  орындайтындығын көрсететін өлшем  бірлік. 
1 PFLOPS (петафлопс) = 101