Descrizione del progetto
Svelare la dinamica ultraveloce dei legami a idrogeno grazie a un quadro computazionale avanzato
I legami a idrogeno sono fondamentali in diversi campi scientifici, tra cui la biologia, la chimica e le scienze dell’atmosfera. Mentre disponiamo di una buona comprensione delle loro caratteristiche spettroscopiche, la dinamica ultraveloce di questi legami è tuttora meno approfondita; gli attuali modelli teorici intesi a studiarla si basano spesso su approssimazioni classiche o semiclassiche per descrivere il movimento nucleare. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto QM Modeling H-Bond si prefigge di fornire una comprensione quantomeccanica completa della dissociazione del legame a idrogeno sfruttando i progressi dell’immaginografia ultraveloce. In particolare, i ricercatori studieranno la dinamica di dissociazione del legame a idrogeno del complesso pirrolo-H2O utilizzando un quadro dimensionale ridotto, avviando il processo di dissociazione mediante eccitazione infrarossa. Si prevede che una migliore comprensione relativa alla dinamica quantistica della dissociazione del legame a idrogeno migliorerà quella dei processi chimici, biologici e atmosferici più in generale.
Obiettivo
Hydrogen bonds are everywhere in nature, and they are important in many fields of science. Well-known examples come from biology (helix structure, protein folding, enzyme docking), chemistry (solvation, structure and properties of water), and atmospheric science (nucleation and growth of aerosols). Today, the spectroscopic features of hydrogen bonds are relatively well understood, but much less is known about the associated ultrafast dynamics. The theoretical models that are used to understand and design present ultrafast experiments are often based on classical or semi-classical approximations to describe the movement of the nuclei. With the recent advances in both theory and ultrafast imaging techniques, we believe that the time is ripe for a full quantum mechanical picture of hydrogen-bond dissociation. A quantum mechanical picture of hydrogen bond dissociation will contribute to the basic understanding of chemical, biological, and atmospheric processes.
In this project, I will perform a comprehensive quantum mechanical study of the hydrogen-bond dissociation dynamics of a small hydrogen-bound complex, pyrrole-H2O. The calculations will be performed in a reduced-dimensional framework, for which the central hypothesis is that certain vibrations dictate the dissociation process while other vibrations serve as spectators. The dissociation process will be initiated through an infrared excitation that provides just enough energy to dissociate the complex, but not enough energy to initiate other unwanted processes. We will establish how the reaction mechanisms for hydrogen-bond dissociation manifest themselves in the ongoing ultrafast dynamics experiments performed in the Controlled Molecule Imaging (CMI) group. The calculations will be tailored to design and simulate realistic experiments, and to facilitate the analysis of the experimental results.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinatore
22607 Hamburg
Germania