Recréer des collisions moléculaires à basse énergie
Grâce aux progrès technologiques réalisés en matière d'instrumentation scientifique, il est désormais possible d'observer les interactions moléculaires en temps réel. Les impulsions laser ultracourtes donnent la possibilité sans précédent d'observer le mouvement nucléaire et électronique ainsi que la dynamique des processus de transfert de charge (TC) lors de collisions moléculaires. L'utilisation de modèles de calcul dans un mode de retour cyclique, associée à des techniques d'observation, offrent une plus grande puissance prédictive et des moyens efficaces de tester des hypothèses, ce qui accélère le processus de découverte par le biais d'une expérimentation ciblée et du développement de théories. Le projet DYNAMICOL («Ultrafast charge transfer in ion-atom collision investigated by molecular quantum dynamics methods»), financé par l'UE, a élaboré des descriptions théoriques pertinentes. Les scientifiques ont mis au point des techniques de propagation de paquet d'ondes combinant les méthodes de chimie quantique et de mécanique quantique afin de décrire les processus fondamentaux des systèmes de collision ion-atome/molécule. Ces techniques ont été appliquées à deux systèmes d'importance pratique impliquant des collisions d'ions de carbone, l'un avec des atomes d'hydrogène et d'hélium applicables aux phénomènes interstellaires et l'autre avec la base U (uracile) de l'ARN correspondant aux dommages causés aux systèmes biologiques par le rayonnement. Les modèles étaient suffisamment simples pour avoir des charges de calcul faibles, mais suffisamment détaillés pour reproduire les observations expérimentales. Le projet DYNAMICOL a associé des données expérimentales sur les collisions à basse énergie à des simulations de paquet d'ondes dépendant du temps pour fournir un aperçu détaillé de la dynamique ultrarapide des phénomènes de TC. Les résultats du projet devraient avoir des répercussions importantes sur des domaines tels que la médecine, la chimie et la nanotechnologie.
