О процедуре моделирования рассеяния на суперпозиции двух потенциалов
Автор: А. П. Щербаков
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Математические методы и моделирование в приборостроении
Статья в выпуске: 1 т.30, 2020 года.
Бесплатный доступ
Получены простые выражения для классического сечения рассеяния на суперпозиции отталкивательного потенциала абсолютно упругой сферы и потенциала притяжения вида V(r) = –γ/rn, (n > 2). Эти выражения представлены в виде аналитических функций от энергии относительного движения в двух областях ее изменения. Развитая процедура моделирования столкновения хорошо сочетается с дискретизацией уравнений движения заряженной частицы в электрическом поле. Описан соответствующий алгоритм в рамках метода статистического моделирования Монте-Карло. Намечены пути обобщения предложенной модели на случай анизотропного потенциала отталкивания.
Сечение столкновения, поляризационный потенциал, потенциал упругих шаров, суперпозиция потенциалов, collision cross section, mobility, diffusion, polarization potential, hard sphere potential, electrogasdynamic field
Короткий адрес: https://sciup.org/142221542
IDR: 142221542 | DOI: 10.18358/np-30-1-i6873
Фрагмент статьи О процедуре моделирования рассеяния на суперпозиции двух потенциалов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе представлены простые выражения в виде функций от энергии относительного движения для классического сечения рассеяния атомной частицы на суперпозиции отталкивательного потенциала абсолютно упругой сферы и потенциала притяжения вида ( ) , nV r r ( 2) n .
Описан алгоритм встраивания процедуры моделирования столкновений в процедуру интегрирования уравнений движения иона во внешнем поле в рамках метода статистического моделирования. Намечены пути обобщения представленной модели на случай потенциала отталкивания, не обладающего сферической симметрией. Полученные выражения позволяют строить быстрые и эффективные процедуры моделирования движения ионов в электрогазодинамических полях, включая неоднородные и зависящие от времени поля в широком диапазоне значений напряженности поля и концентраций газа.
Список литературы О процедуре моделирования рассеяния на суперпозиции двух потенциалов
- Gabelica V., Marklund E. Fundamentals of ion mobility spectrometry // Current opinion in chemical biology. 2018. Vol. 42. P. 51–59. DOI: 10.1016/j.cbpa.2017.10.022
- Dixit S.M., Polasky D.A., Ruotolo B.T. Collision induced unfolding of isolated proteins in the gas phase: past, present, and future // Current opinion in chemical biology. 2018, Vol. 42. P. 93–100. DOI: 10.1016/j.cbpa.2017.11.010
- Marklund E.G., Degiacomi M.T., Robinson C.V., Baldwin A.J., Benesch J.L. Collision cross sections for structural proteomics // Structure. 2015. Vol. 23. P. 791–799. DOI: 10.1016/j.str.2015.02.010
- Lei T., McLean J.R., McLean J.A., Russell D.H. A collision cross-section database of singly-charged peptide ion // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2007. Vol. 18. P. 1232– 1238. DOI: 10.1016/j.jasms.2007.04.003
- Young M.N., Bleiholder C. Molecular structures and momentum transfer cross sections: the influence of the analyte charge distribution // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2017. Vol. 28. P. 619–627. DOI: 10.1007/s13361-0171605-3
- Bleiholder C., Wyttenbach T., Bowers M.T. A novel projection approximation algorithm for the fast and accurate computation of molecular collision cross sections (I). Method // International journal of mass spectrometry. 2011. Vol. 308, is. 1. P. 1–10. DOI: 10.1016/j.ijms.2011.06.014
- Bleiholder C., Contreras S., Do T.D., Bowers M.T. A novel projection approximation algorithm for the fast and accurate computation of molecular collision cross sections (II). Model parameterization and definition of empirical shape factors for proteins // International journal of mass spectrometry. 2013. Vol. 345–347. P. 89–96. DOI: 10.1016/j.ijms.2012.08.027
- Anderson S.E., Bleiholder C., Brocker E.R., Stang P.J., Bowers M.T. A novel projection approximation algorithm for the fast and accurate computation of molecular collision cross sections (III). Application to supramolecular coordination-driven assemblies with complex shapes // International journal of mass spectrometry. 2012. Vol. 330– 332. P. 78–84. DOI: 10.1016/j.ijms.2012.08.024
- Bleiholder C., Contreras S., Bowers M.T. A novel projection approximation algorithm for the fast and accurate computation of molecular collision cross sections (IV). Application to polypeptides // International journal of mass spectrometry. 2013. Vol. 354–355. P. 275–280. DOI: 10.1016/j.ijms.2013.06.011
- Bleiholder C. A local collision probability approximation for predicting momentum transfer cross sections // The analyst. 2015. Vol. 140, is. 20. P. 6804–6813. DOI: 10.1039/c5an00712g
- Mesleh M.F., Hunter J.M., Shvartsburg A.A., Schatz G.C., Jarrold M.F. Structural information from ion mobility measurements: effects of the long-range potential // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100, is. 40. P. 16082–16086. DOI: 10.1021/jp961623v
- Alexeev Y., Fedorov D.G., Shvartsburg A.A. Effective ion mobility calculations for macromolecules by scattering on electron clouds // J. Phys. Chem A. 2014. Vol. 118, is. 34. P. 6763–6772. DOI: 10.1021/jp505012c
- Баврина О.О., Щербаков А.П. О некоторых оценках для критерия начала фрагментации молекулярных ионов в электрогазодинамических полях // Научное приборостроение. 2013. Т. 23, № 2. С. 67–72. URL: http://iairas.ru/mag/2013/abst2.php#abst8
- Щербаков А.П. Процедура моделирования столкновений ионов с молекулами в неоднородных переменных во времени электрогазодинамических полях // Научное приборостроение. 2016. Т. 26, № 4. С. 64-76. URL: http://iairas.ru/mag/2016/abst4.php#abst6
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М.: Наука, 1973. 208 с.
- Щербаков А.П. Методы компьютерного моделирования процессов атомного рассеяния в задачах научного приборостроения // Научное приборостроение. 2003. Т. 13, № 1. С. 14–23. URL: http://iairas.ru/mag/2003/abst1.php#abst2
- Мак-Даниель И. Процессы столкновений в ионизованных газах. М.: Мир, 1967. 832 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. III. Квантовая механика. М.: Наука, 1974. 752 c.
