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NOBEL CHIMICA/ Colombo (Cnr): la loro genialità ha portato i chimici nel regno del supercalcolo

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«Studiando le proprietà del retinale, una molecola complessa essenziale per il corretto funzionamento della retina, Karplus e Warshel hanno cercato un metodo per simulare il comportamento degli elettroni liberi; poi Warshel con Levitt l’ha sviluppato in un programma per computer. Va ricordato che le reazioni chimiche implicano lo scambio e la condivisione  di elettroni e questi sono fenomeni quantistici, non spiegabili con la fisica classica newtoniana; il resto della molecola serve per completare la reazione, attraverso una dinamica che può ben essere descritta classicamente. La componente classica quindi sta nell’analisi della parte di molecola (ad esempio di una proteina) che non è coinvolta nella reazione. L’idea è allora di descrivere il numero limitato di atomi che determina il centro della reazione con la quantistica e tutto il resto, cioè la parte strutturale della molecola in questione, con la meccanica classica: la combinazione dei due aspetti consente di fare dei modelli di sistemi anche molto complessi e di rendere praticabile la simulazione via computer».

Bisogna anche considerare il tempo necessario per sviluppare la simulazione: in genere i tempi richiesti dal calcolo quantistico sono molto più elevati di quelli per i calcoli di tipo classico; quando poi si parla di migliaia di particelle interagenti diventa necessario trovare soluzioni praticabili. Ed è quello che hanno fatto i tre chimici oggi premiati. La loro metodologia si è presto affermata ed è stata sempre più utilizzata da schiere di ricercatori, «cambiando il modo di vedere e studiare la chimica, soprattutto quella dei sistemi complessi: quindi la chimica degli enzimi, quella della visione, della catalisi».

Naturalmente, l’efficacia delle simulazioni di sistemi complessi dipende molto dalle prestazioni e dalla potenza di calcolo dei computer disponibili: «qui si vede bene il valore delle ricerche di Karplus, Levitt e Warshel: i computer di allora sono imparagonabili a quelli attuali ed è stato necessario un surplus di intuizione e di genialità per arrivare dove loro sono arrivati».



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