Projektbeschreibung
Überwindung der Geschwindigkeitsgrenze für die Untersuchung von Photoprozessen in der DNA im Subnanosekundenbereich
Das EU-finanzierte Projekt SubNano zielt darauf ab, eine wesentlich höhere Geschwindigkeit bei der Simulation der Dynamik photoangeregter Moleküle zu erreichen, um Untersuchungen von Ereignissen zu ermöglichen, die unterhalb des Nanosekundenbereichs stattfinden. Diese Subnanosekunden-Methodik soll für die Untersuchung der über einen langen Zeitraum auftretenden nonadiabatischen Dynamik photoinduzierter Prozesse in Nukleinsäuren wie die DNA-Photostabilisierung durch exzitonische Prozesse, Fluoreszenzmarker und die transiente Anionenbildung bei der DNA-Reparatur angewendet werden. Die Forschenden werden mithilfe adaptiver diabatischer Algorithmen maschinellen Lernens sowie eines nullpunktkorrigierten und vibronisch korrigierten, gemischt quanten-klassischen Verfahrens Simulationen der nonadiabatischen Dynamik auf einen neuen Zeitraum verlängern. Die Erweiterung der theoretischen Untersuchungen auf photodynamische Prozesse im Subnanosekundenbereich wird damit schließlich Realität.
Ziel
My goal in the SubNano project is to massively speed up the dynamics simulation of photoexcited molecules to allow addressing sub-nanosecond phenomena (that is, one thousand times above the current limits).
The sub-ns methodology will be employed to investigate the long timescale nonadiabatic dynamics of photoinduced processes in nucleic acids, including DNA photostabilization via excitonic processes, biological fluorescent markers, and transient anion formation in DNA repair.
To fulfill these goals, I will develop and implement a series of methods to extend nonadiabatic dynamics simulations into the new timescale, mainly based on a novel adaptive diabatic machine learning algorithm and a novel zero-point-corrected and vibronically-corrected mixed quantum-classical method.
The sub-ns methodology will be constrained to be general (any kind or size of molecule), black-box (minimum user intervention), modular (adaptable to any electronic structure theory), on-the-fly (no need of precomputed potential energy surfaces), and local (independent-trajectories).
It will be implemented into the Newton-X software platform, which I have been the main designer and developer. It will also be made available for all academic community through new releases of Newton-X.
For the last 25 years, theoretical investigations of photodynamical processes have been restricted to the ultrafast (picosecond) regime, selectively choosing problems in this domain. The extension into the sub-ns regime is finally feasible thanks to a large algorithmic infrastructure I have built over the last 13 years, paving the grounds to develop a new research area, atomistic nonadiabatic dynamics on the long timescale.
The success of the SubNano project will have an enormous impact on the research field, allowing to investigate outstanding interdisciplinary phenomena in chemistry, biology, and technology, which have been neglected due to a lack of methods.
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: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Software
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-ADG - Advanced Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-ADG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
13284 Marseille
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.