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Dieser Bereich widmet sich den faszinierenden Schnittstellen zwischen Physik und Chemie, wo fundamentale Naturgesetze auf molekularer Ebene untersucht werden. Hier geht es um die Bewegung von Atomen, die Kräfte zwischen Molekülen und die thermodynamischen Prozesse, die unser Universum formen, ohne dabei in unnötigen Fachjargon zu verfallen.

Auf Gist.Science durchsuchen wir kontinuierlich die neuesten Vorveröffentlichungen von arXiv in dieser Kategorie. Für jedes neue Preprint erstellen wir sowohl eine verständliche Zusammenfassung für ein breites Publikum als auch eine detaillierte technische Analyse, damit die komplexesten Entdeckungen für jeden zugänglich sind.

Im Folgenden finden Sie die aktuellsten Forschungsarbeiten aus dem Feld der physikalischen Chemie, die wir für Sie aufbereitet haben.

Critical point search and linear response theory for computing electronic excitation energies of molecular systems. Part I: General framework, application to Hartree-Fock and DFT

Diese Arbeit stellt einen einheitlichen Rahmen auf Basis der Kähler-Mannigfaltigkeitsformalismus vor, der sowohl die Suche nach kritischen Punkten als auch die lineare Response-Theorie zur Berechnung elektronischer Anregungsenergien in Molekülsystemen vereint und dabei eine systematische Herleitung der Gleichungen für nichtlineare Modelle sowie eine einfache Alternative zur Casida-Methode für Mittelwertfeldmodelle wie Hartree-Fock und DFT bietet.

Laura Grazioli, Yukuan Hu, Eric Cancès2026-02-27🔢 math-ph

Extrapolation of Machine-Learning Interatomic Potentials for Organic and Polymeric Systems

Diese Studie demonstriert, wie die Extrapolierbarkeit von maschinell gelernten Interatomaren Potentialen auf makromolekulare Systeme durch die Analyse chemischer Umgebungen und die Optimierung von Nachbarschaftslisten verbessert werden kann, um den Bedarf an systemspezifischen Trainingsdaten zu umgehen.

Natalie E. Hooven, Arthur Y. Lin, Charles H. Carroll, Rose K. Cersonsky2026-02-27🔬 cond-mat

Revealing the Atomistic Mechanism of Rare Events in Molecular Dynamics

Das AMORE-MD-Framework nutzt den ISOKANN-Algorithmus und gradientenbasierte Sensitivitätsanalysen, um ohne Vorwissen interpretierbare atomare Mechanismen seltener Konformationsübergänge in der Molekulardynamik auf atomarer Ebene aufzudecken.

Jakob J. Kresse, Alexander Sikorski, Marcus Weber2026-02-27🔬 physics

An Information-theoretic Collective Variable for Configurational Entropy

Die Studie stellt die computable information density (CID) als eine universelle, datenkompressionsbasierte Metrik vor, die es ermöglicht, die Konfigurationsentropie in molekularen Dynamiksimulationen ohne a-priori-Strukturwissen direkt zu quantifizieren und so die Grundlage für entropiegetriebenes Materialdesign zu schaffen.

Ashley Z. Guo, Kaelyn Chang, Nicholas J. Corrente2026-02-27🔬 cond-mat.mtrl-sci

Efficient training of generative models from multireference simulations and its application to the design of Dy complexes with large magnetic anisotropy

Diese Studie demonstriert, dass ein halbüberwachter, chemisch inspirierter Trainingsansatz für generative Modelle die Kosten für das Training mit aufwendigen Multireferenz-Simulationen um zwei Größenordnungen senken und so effizient neue organische Liganden für Dysprosium-Komplexe mit hoher magnetischer Anisotropie entwerfen kann.

Zahra Khatibi, Lorenzo A. Mariano, Lion Frangoulis, Alessandro Lunghi2026-02-27🔬 cond-mat.mtrl-sci

Explicit core-hole single-particle methods for L- and M- edge X-ray absorption and electron energy-loss spectra

Die Autoren stellen eine rechnerisch effiziente Methode zur Vorhersage von L- und M-Rand-XAS- und EELS-Spektren vor, die auf Ein-Teilchen-Berechnungen mit Kernloch und einer semiempirischen Energieschiebung basiert und bei ähnlicher oder besserer Übereinstimmung mit Experimenten als die deutlich aufwendigere TDDFT auskommt, wobei multiplette Effekte als einzige signifikante Einschränkung der Näherung identifiziert werden.

Esther A. B. Johnsen, Naoki Horiuchi, Toma Susi, Michael Walter2026-02-26🔬 cond-mat.mtrl-sci

A molecule with half-Möbius topology

Forscher haben durch Atomanipulation auf NaCl-Oberflächen chirale C $_{13}$ Cl $_2$ -Moleküle mit halber Möbius-Topologie synthetisiert, deren reversible Schaltung zwischen singlet- und triplett-Zuständen mittels Rastersondenmikroskopie und Quantenhardware-Simulationen aufgeklärt wurde.

Igor Roncevic, Fabian Paschke, Yueze Gao, Leonard-Alexander Lieske, Lene A. Gödde, Stefano Barison, Samuele Piccinelli, Alberto Baiardi, Ivano Tavernelli, Jascha Repp, Florian Albrecht, Harry L. Ander (…)2026-02-26🔬 cond-mat.mes-hall

Modeling the coincident three-ion momentum imaging of diiodomethane photodissociation on reduced-dimensional potential energy surfaces

Die Studie stellt ein effizientes theoretisches Modell vor, das die dreidimensionale Impulsabbildung der Photodissoziation von Diiodmethan auf reduzierten Potentialhyperflächen simuliert und dabei eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten sowie eine Rotationsperiode von etwa 340 fs für das $\text{CH}_2\text{I}$ -Fragment bestätigt.

Yijue Ding2026-02-26🔬 physics

Ground and low-lying excited state potential energy surfaces of diiodomethane in four dimensions

Diese Studie stellt vierdimensionale, adiabatische Potentialhyperflächen für Diiodmethan vor, die mittels Spline-Interpolation konstruiert wurden und die essenziellen photochemischen Prozesse wie Bindungsbruch und Umlagerung nach Anregung bei 260 nm sowie Reaktionspfade zur Bildung von CH₂I-I-Isomeren präzise beschreiben.

Yijue Ding2026-02-26🔬 physics

Scale-Dependent Velocity Fluctuations Generated by Molecular Collisions

Diese Arbeit nutzt ein diskretes binomiales Zufallswalk-Modell, um geschlossene Ausdrücke für die skalenabhängige Varianz von Geschwindigkeitsfeldern abzuleiten, die ausschließlich durch molekulare Stöße in ruhenden Fluiden entstehen, und validiert diese Vorhersagen durch Teilchensimulationen.

Tristan Barkman2026-02-26🔬 physics

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