Kimia teori non-komputasi
Kimia teori saat ini hampir identik dengan kimia komputasi (dan biasanya kuantum).
Adakah contoh penelitian terbaru (katakanlah pasca 2000) dalam kimia yang bersifat teoritis (yaitu non-eksperimental) tetapi tidak menggunakan komputasi ekstensif (yaitu HPC), tidak bertujuan untuk menghasilkan metode komputasi yang lebih baik, atau tidak menyelidiki dasar matematika metode kimia komputasi?
Sesuatu yang saya bayangkan dapat ada adalah model atau model Hamiltonian dalam kimia kuantum yang dapat dipecahkan secara analitik (atau dengan bantuan minimal dari komputer), atau matematika abstrak seperti topologi yang diterapkan pada kimia.
Jawaban
Saya rasa saya bisa menjawab ini dengan tegas. Ada artikel yang menemukan hubungan antara matematika abstrak dan kimia, terkadang bahkan melewati fisika sama sekali. Tentu saja, artikel semacam ini sangat jarang, tetapi tersebar di luar sana.
Saya dapat memikirkan dua artikel yang ingin saya diskusikan, tetapi saya benar-benar tidak memiliki latar belakang yang diperlukan, itu hanya berjalan di atas kepala saya. Yang pertama adalah Interferensi Quantum, Graphs, Walks, and Polynomials, Chem. Wahyu 2018, 118, 10, 4887–4911. Ini adalah beberapa teori graf yang agak murni yang tidak berhubungan dengan kimiawi. Secara khusus, saya merasa menarik bahwa konektivitas di azulene relatif tidak biasa, dan ini mungkin sangat terkait dengan sifat fotofisika yang tidak biasa. Dan kemudian ada The Rouse Dynamic Properties of Dendritic Chains: A Graph Theoretical Method, Macromolecules 2017, 50, 10, 4007–4021, lebih banyak teori grafik dengan sedikit fisika, dan yang isinya sama sekali tidak saya ketahui.
Tentunya sejumlah bantuan komputer telah digunakan untuk memperoleh hasil dari makalah ini, karena tidak ada alasan untuk melepaskan alat itu. Namun, menurut saya ini tidak dihitung sebagai "komputasi ekstensif" dalam arti yang mungkin ada dalam pikiran Anda.
Jawabannya iya.
Ada pekerjaan dalam termodinamika non-kesetimbangan yang murni teoretis, misalnya:
Jarzynski, Christopher. "Peristiwa langka dan konvergensi nilai kerja yang dirata-ratakan secara eksponensial." Review Fisik E 73.4 (2006): 046105.https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.73.046105
Jarzynski, Christopher. "Hubungan fluktuasi dan ketidaksetaraan yang kuat untuk sistem yang terisolasi secara termal." Physica A: Mekanika Statistik dan Aplikasinya 552 (2020): 122077.https://arxiv.org/pdf/1907.09604.pdf
Anda mungkin mengenali Jarzynski sebagai pencipta persamaan Jarzynski yang terkenal: https://en.wikipedia.org/wiki/Jarzynski_equality
Dan beberapa pekerjaan pada transisi fase dan kekritisan pasti memenuhi kriteria Anda. Di sini Anda akan melihat makalah yang tujuan utamanya adalah mengembangkan model teoretis yang lebih baik untuk menjelaskan fenomena ini dan, sejauh komputasi digunakan, untuk menguji model-model itu. Tetapi inti dari makalah ini adalah pengembangan model teoretis itu sendiri. Inilah salah satu contohnya:
Goodrich, Carl P., Andrea J. Liu, dan James P. Sethna. "Scaling ansatz untuk transisi gangguan." Prosiding National Academy of Sciences 113.35 (2016): 9745-9750.https://www.pnas.org/content/113/35/9745.short
Akhirnya, jika Anda akan menerima pekerjaan tentang makromolekul biologis sebagai termasuk dalam bidang kimia, ada juga pekerjaan dalam kimia teoretis / biofisika teoretis yang memenuhi kriteria Anda, di mana model teoretis dikembangkan untuk memprediksi dan menjelaskan sifat-sifat makromolekul, dan model tersebut kemudian diuji baik secara komputasi atau eksperimental:
Yoffe, Aron M., dkk. "Ujung molekul RNA yang besar pasti dekat." Penelitian asam nukleat 39.1 (2011): 292-299.https://academic.oup.com/nar/article/39/1/292/2409062
Chakrabarti, Shaon, Christopher Jarzynski, dan D. Thirumalai. "Prosestivitas, Kecepatan, dan Karakteristik Universal Asam Nukleat yang Tidak Berliku oleh Helikopter." Jurnal biofisik 117.5 (2019): 867-879.https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2018/07/10/366914.full.pdf