جدیدترین‌ دستاوردهای فیزیک

در پروژه‌اي كه با حمايت بنياد علوم اتريش انجام شد، گروهي از پژوهشگران به سرپرستي هانس ليخكا، شيميدان كوانتوم دانشگاه وين موفق شدند براي اولين بار به طور كامل فرآيندهاي فوق‌سريع ثبات نوري باز نوكلئوئيدي را رمزگشايي كنند. برنزه شدن تنها تاثير آفتاب بر پوست ما نيست.آفتاب باعث بروز فرآيندهايي مي‌شود كه مي‌توانند آسيب‌هاي جدي به سلامت وارد كنند. گروهي از پژوهشگران به سرپرستي هانس ليخكا، استاد موسسه شيمي نظري دانشگاه وين در اتريش به بررسي سازوكارهاي محافظي پرداختند كه طبيعت براي محافظت از خود در برابر اين تاثيرات مضر ابداع كرده است. روش كار بسيار ساده و در عين حال پيچيده است. به محض آن‌كه نور فرابنفش باعث جهش الكترون‌ها به لايه‌اي با انرژي بالاتر مي‌شود، تخريب فوق‌سريع آنها را به حالت اوليه برمي‌گرداند. در اين حالت انرژي الكتروني تبديل به گرما مي‌شود. اين فرآيند در بازه زماني باورنكردني و بسيار كوتاهي در حدود يك كوادريليونيم ثانيه (15-10 ثانيه) اتفاق مي‌افتد.

گروه پژوهشگران هانس ليخكا (موسسه شيمي نظري دانشگاه وين) به همراه ماريو بارباتي (موسسه تحقيقاتي زغال سنگ ماكس پلانك در مالهيم‌/‌روهر آلمان) و با همكاري پژوهشگران آكادمي علوم چك در پراگ موفق شدند تصويري پويا و روشن از ثبات نوري باز نوكلئوتيدها با استفاده از روش‌هاي مبتكرانه شبيه‌سازي كامپيوتري به دست آورند. آنها نشان دادند چگونه اجزاي DNA (نوكلئوتيدهايي كه عامل شكل‌گيري جفت‌هاي بنيادين در DNA و RNA هستند) از خود در برابر تجزيه تحت تابش فرابنفش محافظت مي‌كنند.

ايده اصلي اين نوآوري در محاسبه دقيق تركيب نيروهاي الكتروني با نيروهاي هسته‌هاي اتم‌هاست. براي رسيدن به اين هدف، از روش‌هاي منحصر به ‌فرد شيمي كوانتوم از سراسر جهان كه در موسسه شيمي نظري دانشگاه وين گردآوري شده بودند، استفاده شد. محاسبات حالت حركت مربوط به باز نوكلئوتيدها، نشان‌دهنده بازه زماني گسترده‌اي از رفتار ديناميكي در محدوده پيكوتريليونيم (12-10) تا فمتوكوادريليونيم (15-10) است.علاوه بر توضيح ديناميك باز نوكلئوئيدهاي DNA، از اين روش‌هاي نوين مي‌توان در تحقيقات مربوط به فرآيندهاي فتوفيزيكي DNA و نيز در زمينه فتوولتاييك (نور ولتاژي) استفاده كرد. روش جديد درك بهتري از فرآيندهاي بنيادين انتقال انرژي جهش الكتروني و جداسازي بار الكتريكي براي توليد الكتريسيته به دست مي‌دهد.