| Abstract | Prema postulatima kvantne mehanike, svaki sustav potpuno je opisan pripadajućom valnom funkcijom, čija je propagacija u vremenu dana vremenski ovisnom Schrödingerovom jednadžbom. Ukoliko želimo egzaktno opisati dinamiku nekog sustava, potrebno je numerički riješiti tu jednadžbu. Kako bismo to mogli, potrebno je valnu funkciju u svakom trenutku moći opisati nizom parametara koji se mogu pohraniti u računalo te poznavati numeričku metodu za propagaciju valne funkcije. Za opis valne funkcije koristi se linearna kombinacija nekog unaprijed zadanog osnovnog skupa te se valna funkcija u svakom trenutku zapisuje kao niz brojeva, dok se za propagaciju koristi neki od dobro poznatih propagatora za ovakav tip jednadžbi. Po završetku propagacije, iz vremenske ovisnosti valne funkcije moguće je odrediti sva tražena svojstva sustava, kao što su spektar zračenja, raspodjela sustava po elektronskim stanjima, raspodjela položaja jezgara, vibracijska stanja sustava i slično. Svi kvantni efekti, kao što je tuneliranje, opisani su ovom metodom, a pristup se naziva kvantna dinamika. Glavni nedostatci kvantne dinamike veliki su zahtjevi za računalnom memorijom i procesorskom snagom za provođenje propagacije, a koji eksponencijalno rastu s porastom veličine sustava, zbog čega su ove metode za sada ograničene samo na male molekule.
Drugi pristup rješavanju problema je klasična dinamika, koja koristi činjenicu da zbog velike mase jezgara njihovo gibanje možemo opisati Newtonovim jednadžbama, čije rješavanje zahtijeva daleko manje računalne memorije i procesorske snage, dok se gibanje elektrona i dalje opisuje Schrödingerovom jednadžbom i pripadajućom valnom funkcijom. Metodama klasične dinamike mogu se reproducirati mnogi rezultati kvantne dinamike sa zadovoljavajućom točnošću. Međutim, kako se u ovoj metodi ne računa valna funkcija jezgara, gubi se informacija o kvantnim efektima u sustavu, kao što je, primjerice, energija nulte točke, tuneliranje lakih atoma ili gubitak koherencije. |
