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Semiclassical Spin Dynamics in Condensed Phase

Projektbeschreibung

Hybride quanten-klassische Mechanik zur Beschreibung der Kernspinresonanz-Spin-Dynamik

Quantenmechanische spin-dynamische Berechnungen für Anwendungen der Kernspinresonanz werden bei großen Spin-Systemen extrem komplex. Semi-klassische Näherungen für Berechnungen der Spin-Dynamik sind in der Radikalchemie und der optischen Spektroskopie gut etabliert, wurden aber im Bereich der Kernspinresonanz bisher nur wenig erforscht. Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts SCSD ist es, die semi-klassische Molekulardynamik als Näherung an quantenmechanische spin-dynamische Berechnungen für Zwecke der Kernspinresonanz zu erforschen. Bei diesem Ansatz werden quantenmechanische Beschreibungen kleinerer Systeme und klassische Beschreibungen der großen Kernumgebung kombiniert, wobei letztere dazu führen, dass die Rechenkosten linear und nicht exponentiell mit der Anzahl der Kerne steigen.

Ziel

Quantum mechanical, spin dynamic calculations for NMR purposes, rapidly becomes very complicated when the studied spin systems increase in size. In this project we aim to study methods in which semiclassical molecular dynamics are explored to tackle this problem. Methods for semiclassical approximations have since long times been established within the fields of radical chemistry and optical spectroscopy research but are little explored within the field of NMR. We intend to explore methods where in addition to a smaller completely quantum mechanically described spin systems are investigated, the complete (large) nuclear surrounding is included in a classical manner. More specifically we will add Hamiltonian terms of the Caldeira-Leggett type and eventually simulate the anharmonic environment with ab initio molecular dynamics or empirical force fields. The benefit of the proposed strategy is that matrix size increases linearly with the number of nuclei included instead of exponentially if the environment can be described classically. This will be done by a step by step project plan in which during the earlier work packages investigations of spin systems without the environment included is done. Then once, we have established suitable quantum dynamics methods, we will proceed to include the environment. If this succeeds and we manage to correctly calculate spin dynamics with the impact of the environment in terms of relaxation taken into account, we will continue to the later work packages and try to use this to aid NMR pulse design. If this is successful, this project will open doors to more efficient NMR simulations and provide quantum physical insights to NMR dynamics.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -

Koordinator

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 172 750,08
Adresse
Via Festa Del Perdono 7
20122 Milano
Italien

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Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Mittlere und höhere Bildungseinrichtungen
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Gesamtkosten
Keine Daten