Quantum simulation of molecular systems

Der Schwerpunkt dieser Arbeit ist es, eine Methodik zu etablieren, die es ermöglicht, (näherungsweise) die Quantendynamik komplexer Vielteilchensysteme, die großamplitudigen, fluktionalen Bewegungen unterliegen können, zu untersuchen. Der wohl prominenteste Vertreter dieser Systemklasse ist protoniertes Methan, CH\(_{5}^{+}\), welches hier untersucht wird. Dazu werden Methoden verwendet, die auf \(\textit {ab initio}\) Molekulardynamik basieren. Zudem werden Methoden angewandt, die auf Feynmans Formulierung der statistischen Mechanik durch Pfadintegrale beruhen, um quantenmechanische Effekte der Kerne, die die Dynamik von CH\(_{5}^{+}\) dominieren, bei endlichen Temperaturen zu beschreiben. Dies ermöglicht es, die experimentellen IR Spektren von CH\(_{5}^{+}\) und dessen Isotopologen zu reproduzieren und zusätzlich, diese Spektren und die zugrunde liegende Dynamik zu verstehen. Weiterhin wird die Dynamik von in H\(_{2}\) mikrosolvatisiertem, CH\(_{5}^{+}\) untersucht, um wichtige Einblicke in die Dynamik dieser fluktionalen Moleküle zu gewinnen