Zayıf Etkileşimli Atom-Molekül Sistemlerinin Kuantum Mekaniksel Metotlar İle Hesaplanması

Abstract

Hesaplamalı fizik, bilgisayar yardımıyla insanlara problemleri anlamaya yardımcı olan ve kişiye atomların ve moleküllerin özelliklerini ve moleküler yapılarını araştırmalarına olanak sağlayan bir araçtır. Bu araçlardan bir tanesi de Latince’de “başlangıçtan gelen” anlamını taşıyan ab initio hesaplamalarıdır. Ab initio yöntemler DFT metotlar gibi sabitler ve deneysel değerler kullanmadığı için çok uzun hesaplama süreleri gerektirir. Özellikle bazı çok elektronlu sistemler için ab initio yöntemler ile sonuç elde etmek imkânsız gibidir. Ancak günümüzde bu tür hesaplamaları yapan donanımlardaki (CPU, GPU) teknolojinin gelişmesi ve paralel hesaplama yöntemlerinin ortaya çıkışı ile birlikte bazı çok elektronlu sistemler için üst seviye metotlar (CCSD, CCSDT, CCSD(T) kullanarak deneysel değerlere yakın veriler elde etmek mümkün hale gelmiştir. Bu gelişmeler ile birlikte özellikle astrofizikçiler yıldızlar arası bölgede bulunan hafif atom ve moleküllerin etkileşimlerini inceleyerek makro moleküllerin oluşumu ile ilgili süreçlere ışık tutmaya çalışmışlardır. Böylece laboratuvar ortamında yapılması mümkün olmayan bazı deneylerin hız sabitleri, tesir kesitleri gibi birçok kinetik öğesi hesapsal olarak tespit edilebilir duruma gelmiştir. Bu bilgiler ışığında 2018 yılında yıldızlararası bölgede keşfedilmiş olan ve içerdiği elementler bakımından oldukça büyük önem arz eden NS+ molekülünün Helyum (He), Neon (Ne) ve Argon (Ar) atomları ile olan atom-molekül etkileşimi bu proje kapsamında kuantum mekaniksel metotlar kullanılarak araştırılacaktır. Bu araştırma neticesinde sistemlere ait denge geometrisi, bağlanma enerjisi, dipol moment ve titreşim frekansları gibi birçok parametre elde edilecektir. Henüz NS+ sistemi ile ilgili literatürde atom-molekül ve molekül-molekül çalışması bulunmadığından elde edilen verilerin benzer çalışmalara da kaynaklık etmesi düşünülmektedir.