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Colloque
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Jacob Chaussé : University of Waterloo
Les chaînes d’eau confinée ont démontré des propriétés intéressantes, comme les transitions de phase (TP), et ces propriétés pourraient être importantes dans la création de dispositifs quantiques. Plus précisément, une TP thermique a été trouvée expérimentalement pour les nanotubes de carbone (NTC) remplis de chaînes d’eau [1]. Des simulations ont tenté d’expliquer cette TP, suggérant qu’elle était causée par une transition d’ordre au désordre dans l’orientation des dipôles de la chaîne d’eau. Cependant, ce travail a utilisé des simulations classiques et a présenté une analyse limitée des mécanismes présents. Pour trouver une réponse définitive à cette question, des travaux préliminaires concernant les simulations quantiques de ce système sont présentés, y compris l’utilisation de grilles pré-calculées pour l’énergie potentielle et les forces afin d’accélérer les
simulations de dynamique moléculaire à intégrale de chemin de Feynman [2, 3].
Les outils et méthodes développés pour étudier les NTC remplis d’eau seront applicables à d’autres systèmes d’eau confinée, et nous espérons que de les étudier, nous permettra d’ajuster les propriétés quantiques actuellement observées ou d’en découvrir de nouvelles.
Bibliographie
1. Ma, X., Cambr ́e, S., Wenseleers, W., Doorn, S. K. & Htoon, H. Phys. Rev.
Lett. 118, 027402 (Jan. 2017).
2. Chandler, D. & Wolynes, P. G. J. Chem. Phys. 74, 4078–4095 (Apr. 1981).
3. Parrinello, M. & Rahman, A. J. Chem. Phys. 80, 860–867 (Jan. 1984).
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
9 mai 2025
Titre du colloque :
Responsables :
