ZİNCİR ÜZERİNDE ENERJİ TRANSFERİ: KLASİK VE KUANTUM

-388-
ZİN C İR ÜZERİNDE EN ER Jİ TRANSFERİ: KLASİK VE KUANTUM
YAKLAŞIMLAR
Ersin Yurtsever
O rta Doğu Teknik Üniversitesi
Kimya Bölümü, A nkara
K ontrollü deneyler olarak adlandırılan ve molekülün belirli bir bağını kırmaya
veya oluşturm aya yönelik çalışmalar son 20 yılm en ilgi çeken alanlarından birini
olmaktadır. Bilhassa ayarlanabilen lazerlerdeki gelişmeler, her geçen gün yeni
bilgilerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu deneysel gelişmelerin yanısıra
teorik çalışmalarda da gerek kullanılan modeller ve gerekse de yöntem ler açısından
önemli atılım lar görülmektedir. Mikro düzeyde doğru çözümlerin bulunabilmesi
ancak kuantum mekanik yöntemlerle olası olmasına rağmen, m oleküler sistemler
büyüdükçe serbestlik dereceleri artm akta ve bu tarz çözümler uygulanabilir olm aktan
çıkmaktadır. Bu nedenle genelde klasik mekanik yöntemleri (Newton veya H am ilton
denklem leri) kullanılır. Bu tarz çözümler göreceli olarak kolay olmakla beraber,
titreşim enerjilerini (zero-point energy) içermemeleri dolayısı ile önemli hatalar
gösterm ektedirler.
Bütün problem in kuantum yöntemlerle çözümlerinin olası olmaması nedeni ile,
molekülün bir kısmını kuantize etme yoluna gidilebilir. Titreşim hareketlerinin hızlı
veya
yavaş
oluşlarına
göre
sınıflandınlabilmesi,
bu
yaklaşımlara
şans
tanım aktadır. Born-O ppenheim er yaklaşturmasma benzer bir şekilde bu ayırımı
yaptıktan sonra hızlı olan az sayıda hareketi diğer titreşimlerin oluşturduğu
ortalam a bir potensiyel alanı altında kuantum yöntemlerle çözebilmek, daha önce
bahsedilen hataları düzeltebilmektedir. Klasik-Kuantum karışık m oleküler dinamik
adı verilen bu yaklaşımın bir diğer uygulama alanı ise, klasik m ekanikte nonlineer
denklemlerin gösterdiği kaotik davranışların, kuantum mekaniğinde olası
karşılıklarının incelenmesidir. Kuantum kaos olarak da adlandırılan bu problemin
henüz kabul edilen çözümleri olmadığı gibi, bu karşılıkların varlığı da
tartışılm aktadır.
Bu çalışmada, tek boyutlu bir zincirdeki enerjinin çeşitli titreşim hareketleri
(parçacık, bağ veya normal mod gibi) arasında dağılımı önce klasik yöntemlerle
incelenmiştir. Zincirin uç parçasının hareketinin kuantize edilmesi ile ortaya çıkan
değişiklikler gözlenmiş ve parçacık-daîga paketi arasındaki ilişki tartışılmıştır.