Odtworzenie niskoenergetycznych kolizji molekularnych
Postępy technologiczne w obrębie instrumentów naukowych umożliwiają teraz obserwacje interakcji molekularnych w czasie rzeczywistym. Ultrakrótkie impulsy laserowe dają niespotykaną możliwość obserwowania ruchu nuklearnego i elektronowego, a także dynamiki procesów przejścia z przeniesieniem ładunku (CT) podczas kolizji molekularnych. Wykorzystanie modeli obliczeniowych na podstawie wyników cyklicznych wraz z technikami obserwacyjnymi zapewnia większe możliwości predykcyjne i skuteczne testowanie hipotez, przyspieszając proces odkrywczy poprzez ukierunkowane eksperymenty i kształtowanie teorii. W ramach finansowanego ze środków UE projektu DYNAMICOL ("Ultrafast charge transfer in ion-atom collision investigated by molecular quantum dynamics methods") powstały odpowiednie opisy teoretyczne. Naukowcy opracowali techniki propagacji paczki falowej łączące chemiczne i mechaniczne metodologie kwantowe w opisywaniu fundamentalnych procesów w systemach kolizji jonowo atomowych/molekularnych. Techniki te zastosowano do dwóch systemów o znaczeniu praktycznym, obejmujących zderzenie jonów węgla, jednego z atomami wodoru i helu, istotnych dla zjawisk międzygwiezdnych, a drugiego z uracylem w RNA mającym związek z uszkodzeniami w systemach biologicznych. Modele były na tyle proste, by mieć niski ładunek obliczeniowy, a jednocześnie na tyle szczegółowe, by odtworzyć obserwacje doświadczalne. DYNAMICOL połączył doświadczalne niskoenergetyczne dane zderzeniowe z zależnymi od czasu symulacjami pakietu falowego, aby dostarczyć szczegółowych informacji o ultraszybkiej dynamice zjawiska CT. Oczekuje się, że rezultaty projektu będą miały istotny wpływ na wiele dziedzin, od medycyny po chemię i nanotechnologię.