[论文解读] Structural Evolutions in Atoms of the Elements Executing Confined Interstate Electron Dynamics

Mubarak Ali|arXiv (Cornell University)|Nov 4, 2016

Chemical and Physical Properties of Materials被引用 42

一句话总结

本文提出了一种由受限态间电子动力学驱动的原子结构演化新模型，其中原子在达到中性状态后，通过在其原始区域内的均匀电子运动实现结合。关键贡献在于建立了一个统一框架，基于电子动力学与力配置，解释了气态、半固态和固态之间的结构转变，对材料科学与能源研究具有重要意义。

ABSTRACT

Differentiating structural evolution from structural development or formation opens many avenues of research. The study particularly advances the chemical and physical sciences, material science, energy science, and chemical engineering. By attaining uniform dynamics, atoms of suitable elements amalgamate. Atoms bind by executing confined interstate electron dynamics. Atoms execute electron dynamics in their original zones. For this purpose, atoms of suitable elements first attain a neutral state. The electrons of dynamics regain the state instantaneously upon the disappearance of the conservative forces. One cycle of the electron dynamics is sufficient to generate a binding energy. The shape of energy is similar to the trajectory of electron dynamics. The exerted forces remain almost in the actual formats of the growth of those atoms. Structures evolve into suitable gaseous element atoms above the ground surface, semisolid atoms at the ground surface, and solid atoms below the ground surface. The electrons executing dynamics simultaneously determine the structural dimension in atoms of different elements. Binding in gaseous atoms is from the upper side. The atoms in the solid elements bind from the downward sides. Both chemical force and energy bind nucleated mono-layers. The study also discusses a surface plasmon phenomenon. The structural evolution of atoms of suitable elements discussed here provides a new horizon for material and chemical science.

研究动机与目标

• 区分原子系统中结构演化与结构发展或形成的差异。
• 解释合适元素的原子如何通过受限态间电子动力学实现结合。
• 基于电子动力学与力配置，建立一种与相态相关的结构演化机制——涵盖气态、半固态与固态。
• 探讨保守力与电子动力学在决定原子结合与能量形态中的作用。
• 通过将电子动力学与宏观结构形态关联，为材料与化学科学引入新的理论视角。

提出的方法

• 原子在启动受限态间电子动力学前，被建模为已达到中性状态。
• 电子动力学被限制在原始原子区域内，生长过程中保持力的稳定实际形式。
• 结合能在单个电子动力学周期内生成，能量形态与电子轨迹相匹配。
• 结构演化与结合方向相关：气态原子为上侧结合，固态原子为下侧结合。
• 该模型同时纳入化学力与能量，用于结合成核的单层结构。
• 表面等离子体现象被讨论为电子动力学框架的衍生结果。

实验结果

研究问题

• RQ1 受限态间电子动力学如何驱动不同相态中原子的结构演化？
• RQ2 气态与固态元素中原子结合的方向由什么决定？
• RQ3 原子的中性状态如何实现均匀电子动力学并进而生成结合能？
• RQ4 电子动力学轨迹与原子中生成的能量形态之间存在何种关系？
• RQ5 保守力如何影响原子在电子动力学过程中结构发展与稳定性的演变？

主要发现

• 合适元素的原子在达到中性状态后，通过受限态间电子动力学实现结合。
• 单个电子动力学周期即可生成足够的结合能，且能量形态与电子轨迹一致。
• 结构演化导致气态原子位于地表之上，半固态原子位于地表，固态原子位于地表之下。
• 气态原子的结合起源于上侧，而固态原子的结合起源于下侧。
• 化学力与能量共同作用于成核单层的结合，表明原子内聚中存在双重作用机制。
• 该模型通过受限原子区域内电子动力学，为理解表面等离子体现象提供了新的理论基础。