Mnohe informace o chovanimolekul a jejich struktu?r lze z¡iskat pomoci interakce s elektromagnetickym zarenim. Typickym prikladem jsou ruzne varianty Ramanovy spektroskopie odkryvajicigeometrii a silovve pole biomolekul. K uplnemu porozumeni temto jevum je casto nezbytne vlastnosti systemu vcetne spektralni odezvy verne simulovat. I pres rozvoj pocitacove techniky jsou zpravidla tyto simulace na hranicich technickych a teoretickych moznosti. Student v tomto tematu tak ma siroke pole pusobnosti v aplikaci dostupnych vypocetnich programu pro simulace experimentalnich vysledku, stejne tak jako vyvoj novych teoretickych modelu. V soucasnosti se zabyvame zejmena interpretaci specialnich spekter jako Ramanovy opticke aktivity, ktera poskytuje vice strukturnich informaci o molekule. Aplikace zahrnuji porfyrinove komplexy (molecular recognition), peptidy (neurodegenerative desease fibrils, mad cows), nukleove kyseliny a jejich interakce s kovy a malymi molekulami. Vyzkum je soucasti projektu GAAV a GAAVCR zahrnujicich spolupraci se zahranicnimi pracovisti.
Vzhledem ke slozitosti mikrosveta zustava klasicka (Newtonovska) molekulova dynamika hlavnim nastrojem umoznujici pochopeni jeho stavby a dynamiky. Ve vyzkumu chovani molekul ovsem casto narazime na pripady kdy je treba standardni postupy (silova pole, klasicke a kvantove oblasti v molekule, pohybove rovnice jader ve vnejsich polich) modifikovat nebo prejit ke kvantove dynamice. Jak zahrnout spektroskopicke (kvantove) molekulove vlastnosti do existujicich molekulove-dynamickych (klasickych) programu, jak modifikovat pohybove rovnice pro dlouhocasove pomale transportni (biologicke, chromatograficke) procesy jsou prikladem problemu ktere bychom chteli studovat.
Ramanovska opticka aktivita (ROA) je moderni spektroskopicka technika, ktera umoznuje ziskat rozsirenou informaci o strukture studovanych systemu. Kombinace s povrchovym rozptylem zas neobycejne zvysuje citlivost Ramanovy techniky, uvadi se moznost zaznamenani signalu i od jedne molekuly. V soucasne dobe mame k dispozici unikatn ROA spektrometr na Fyzikalnim ustavu UK. Na povrchovem rozptylu spolupracujeme s University of Danemark v Kodani. Ukolem doktoranda by bylo spolupracovat na vyvoji interpretacnich a teoretickych metod pro tyto spektroskopie, ikdyz je mozne zapojeni i do experimentalni prace. Slozitost teorie ROA spociva v narocnosti kvantovych vypoctu a komplexnim zahrnuti mereneho systemu do modelu, napr. rozpoustedla. Teorie povrchove-zesileneho rozptylu je zatim v pocatcich, ikdyz je castecne vyvjena i na nasem pracovisti. Aplikace zahrnuji napr. peptid-kovove komplexy studovane v souvislosti s indukovanim prionovych agregatu pii leceni a detekci neurodegenerativn¡ch chorob.
Predpokladane znalosti: Zaklady kvantove chemie, spektroskopie a programovani.