Química teórica no computacional
La química teórica es hoy en día casi sinónimo de química computacional (y generalmente cuántica).
¿Hay algún ejemplo de investigación reciente (digamos posterior a 2000) en química que sea teórica (es decir, no experimental) pero que no use cálculos extensos (es decir, HPC), que no tenga como objetivo producir mejores métodos computacionales o que no investigue los fundamentos matemáticos? de los métodos de química computacional?
Algo que imagino que puede existir son modelos o modelos hamiltonianos en química cuántica que se pueden resolver analíticamente (o con una ayuda mínima de las computadoras), o matemáticas abstractas como la topología aplicada a la química.
Respuestas
Creo que puedo responder a esto afirmativamente. Hay artículos que encuentran conexiones entre las matemáticas abstractas y la química, a veces incluso pasando por alto la física por completo. Por supuesto, este tipo de artículos son considerablemente más raros, pero están esparcidos por ahí.
Puedo pensar en dos artículos que me encantaría discutir, pero literalmente no tengo los antecedentes necesarios, simplemente se me escapan de la cabeza. El primero es Interferencia Cuántica, Gráficos, Paseos y Polinomios, Chem. Rev. 2018, 118, 10, 4887–4911. Esta es una teoría de grafos bastante pura que no está relacionada con la quimioinformática. En particular, me parece interesante que la conectividad del azuleno sea comparativamente inusual, y esto probablemente esté profundamente relacionado con sus propiedades fotofísicas inusuales. Y luego está The Rouse Dynamic Properties of Dendritic Chains: A Graph Theoretical Method, Macromolecules 2017, 50, 10, 4007–4021, más teoría de grafos con un poco de física, y cuyo contenido se me escapa por completo.
Seguramente se empleó cierta cantidad de asistencia informática para derivar los resultados de estos documentos, porque no hay razón para renunciar a esa herramienta. Sin embargo, no creo que esto cuente como "cálculos extensos" en el sentido que quizás haya tenido en mente.
La respuesta es sí.
Hay trabajo en la termodinámica de no equilibrio que es puramente teórico, por ejemplo:
Jarzynski, Christopher. "Eventos raros y la convergencia de valores de trabajo promediados exponencialmente". Revisión Física E 73.4 (2006): 046105.https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.73.046105
Jarzynski, Christopher. "Relaciones de fluctuación y desigualdades fuertes para sistemas aislados térmicamente". Physica A: Mecánica estadística y sus aplicaciones 552 (2020): 122077.https://arxiv.org/pdf/1907.09604.pdf
Puede reconocer a Jarzynski como el creador de la famosa igualdad de Jarzynski:https://en.wikipedia.org/wiki/Jarzynski_equality
Y parte del trabajo sobre transiciones de fase y criticidad ciertamente cumple con sus criterios. Aquí verá artículos cuyo objetivo principal es desarrollar mejores modelos teóricos para explicar estos fenómenos y, en la medida en que se utilice la computación, es para probar esos modelos. Pero el corazón de estos artículos es el desarrollo de los propios modelos teóricos. Aquí hay un ejemplo:
Goodrich, Carl P., Andrea J. Liu y James P. Sethna. "Escalando ansatz para la transición de interferencia". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 113.35 (2016): 9745-9750.https://www.pnas.org/content/113/35/9745.short
Finalmente, si acepta que el trabajo sobre macromoléculas biológicas cae dentro del ámbito de la química, también hay trabajo en química teórica/biofísica teórica que cumple con sus criterios, en el que se desarrollan modelos teóricos para predecir y explicar las propiedades de las macromoléculas, y Luego, los modelos se prueban computacional o experimentalmente:
Yoffe, Aron M., et al. "Los extremos de una molécula de ARN grande están necesariamente cerca". Investigación de ácidos nucleicos 39.1 (2011): 292-299.https://academic.oup.com/nar/article/39/1/292/2409062
Chakrabarti, Shaon, Christopher Jarzynski y D. Thirumalai. "Procesividad, velocidad y características universales del desenrollado de ácidos nucleicos por helicasas". Revista biofísica 117.5 (2019): 867-879.https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2018/07/10/366914.full.pdf