Các chương trình cơ bản chỉ có thể tính tình và xử lý các phân tử hóa học lớn và mô phỏng phân tử ở thể tĩnh
Không thể dùng các chương trình này để mô phỏng các phản ứng hóa học. Đầu thập niên 1970, phòng thể nghiệm của chuyên gia Martin Karplus ở ĐH Harvard đã phát triển chương trình vi tính mô phỏng các phản ứng hóa học dựa trên vật lý lượng tử.
Máy tính phải đếm mọi electron đơn lẻ và mọi hạt nhân nguyên tử trong phân tử. Vật lý căn bản và vật lý lượng tử là hai thế giới hoàn toàn dị biệt, thậm chí có chỗ đối nghịch. Các mô phỏng sử dụng vật lý lượng tử xác thực hơn nhưng đòi hỏi sức mạnh máy tính cực lớn.
Theo RSAS, các phản ứng hóa học diễn ra với tốc độ cực nhanh. Trước đó ở Israel, ông Warshel và ông Michael Levitt đã phát triển chương trình mô phỏng phân tử dựa trên vật lý cổ điển, có khả năng mô phỏng cả những phân tử lớn.
“Nghiên cứu của họ đã giúp tạo ra các mô hình vi tính mô phỏng cuộc sống thực tiễn, đóng vai trò tối quan yếu trong phần nhiều các tiến bộ của hóa học hiện đại” - RSAS đánh giá. Nhiều pixel sẽ đem lại độ phân giải cao, nhưng đòi hỏi nhiều nguồn lực của máy vi tính.
Năm 1976, họ công bố mô hình phản ứng enzyme vi tính hóa trước hết, mang tính cách mạng. HIẾU TRUNG ------------------------------------ * Tin bài liên quan: Nobel Hóa học 2013 suy tôn ba chuyên gia hóa học phân tử bàn cãi về giải Nobel Vật lý 2013 Nobel vật lý 2013: tôn vinh người khám phá “hạt của Chúa” 259 ứng viên cho.
Họ sẽ cùng san sớt giải thưởng trị giá 1,25 triệu USD và chính thức được tôn vinh tại Stockholm (Thụy Điển) vào ngày 10-12 tới.
Trong dĩ vãng, để mô phỏng các phân tử trên máy vi tính, các nhà khoa học sử dụng phần mềm hoặc dựa trên lý thuyết vật lý căn bản của Newton, hoặc vật lý lượng tử. Cả hai đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng. Sau vài năm, họ đã vượt qua mọi trở lực để tạo ra một chương trình dựa trên cả vật lý cổ điển và vật lý lượng tử nhằm mô phỏng các phản ứng hóa học của enzyme.
Nhưng ba nhà khoa học đoạt giải Nobel hóa học 2013 đã bắc một chiếc cầu nối hai thế giới này.
Ông Warshel mang chương trình đó đến Harvard và cùng nghiên cứu với ông Karplus. Khi đó, các nhà khoa học phải viện đến vật lý lượng tử, nơi electron vừa là hạt vừa là sóng. Trong một phần triệu của một giây, electron nhảy từ hạt nhân nguyên tử này sang hạt nhân nguyên tử khác.
Ba nhà khoa học Martin Karplus, Michael Levitt và Arieh Warshel (từ trái sang phải) Ảnh: AFP RSAS tuyên bố chuyên gia Martin Karplus, người Mỹ gốc Áo, 83 tuổi, Michael Levitt, người Anh, 66 tuổi, và Arieh Warshel, người Mỹ gốc Israel, 72 tuổi, được suy tôn nhờ công trình “phát triển các mô hình những hệ thống hóa học phức tạp”.
Giải Nobel hòa bình 2013. Khi đó, các nhà khoa học buộc phải bò các tương tác với môi trường xung quanh, dù phản ứng hóa học trong thực tiễn thường xảy ra trong một số loại dung dịch một mực. Sau khi lấy bằng tiến sĩ, chuyên gia Arieh Warshel đã đến phòng thí nghiệm của ông Karplus. RSAS đánh giá sức mạnh lớn nhất của nghiên cứu mà ba chuyên gia Karplus, Warshel và Levitt thực hiện là nó có thể được dùng để nghiên cứu mọi loại hóa học, từ các phân tử của cuộc sống cho tới các quy trình hóa học công nghiệp.
Trong thập niên 1970, điều này có tức là các nhà khoa học chỉ có thể tính hạnh những phân tử nhỏ. Có thể so sánh nó với số lượng pixel (ảnh điểm) trong hình ảnh kỹ thuật số. Sau đó đến lượt ông Levitt tìm đến với người đồng nghiệp cũ. Ngành hóa học cổ điển gặp nhiều khó khăn trong việc tìm hiểu các bước của quy trình hóa học. Bởi nó có thể mô phỏng mọi phản ứng hóa học.
