Dans le domaine de la Dynamique Réactionnelle (c’est-à-dire une approche microscopique de la Cinétique Chimique), les études quantiques sont limitées aux petits systèmes (jusqu’à 6 atomes actuellement). Nous avons développé un nouveau formalisme général permettant d’obtenir les spectres d’excitation rovibrationnelle de molécules poly-atomiques. Nous l’avons appliqué à l’étude de l’ammoniac, molécule atmosphérique hautement intéressante mais difficile à étudier du fait du mode d’inversion. Nous montrons actuellement que cette approche s’applique aussi bien aux systèmes semi-rigides, tels que le méthanol et le fluoroforme, molécules qui ont fait l’objet d’études spectroscopiques à très haute résolution.
D’autre part, en collaboration avec une équipe de Berkeley qui étudie par spectroscopie IR les agrégats d’eau (H2O)n formés en jets moléculaires, nous avons pu déterminer le potentiel de paire du dimère par ajustement d’une surface aux résultats expérimentaux. Ce potentiel représente la contribution prépondérante en vue d’une description du solvant eau. Les termes suivants (à 3 et 4 corps) pourront être obtenus en considérant les agrégats de tailles supérieures également caractérisés expérimentalement.
Du fait que les calculs “tout quantique” sont pour l’instant limités à de petits systèmes, il est particulièrement intéressant d’explorer de nouvelles voies, de type semi-classique, qui en principe permettent de considérer des systèmes plus gros tout en conservant approximativement la plupart des effets quantiques. Nous avons réalisé un test sur la photodissociation UV de l’ozone (bande de Hartley) qui montre que dans ce cas le calcul semi-classique rend bien compte du comportement du système. Par ailleurs, nous fondons beaucoup d’espoir sur la formulation hydrodynamique de la mécanique quantique (trajectoires Bohmiennes) qui devrait se prêter particulièrement bien à des approximations semi-classiques.
Les croisements de surfaces d’énergie potentielle (intersections coniques) sont présents dans de nombreux phénomènes tels que par exemple les dissociations ou les transferts d’électrons, importants dans les réactions biologiques. La dynamique autour de ces croisements de surfaces est difficile à étudier. Nous mettrons en œuvre des techniques nouvelles telles que la méthode MCTDH (Multiconfiguration Time-Dependent Hartree) ou l’hydrodynamique quantique, mentionnée ci-dessus.
