Moleküller arasındaki zayıf çekim kuvvetleri — hidrojen bağları, dispersiyon etkileşimleri ve elektrostatik çekimler — kimyanın ve biyolojinin temel taşlarından birini oluşturur. DNA'nın sarmal yapısından ilaç moleküllerinin hedef proteine tutunmasına kadar pek çok süreç bu 'kovalent olmayan etkileşimlere' dayanır. Ne var ki bu etkileşim enerjileri son derece küçük olduğundan, kuantum kimyasal hesaplama yöntemleri için ciddi bir sınav niteliği taşır.
Bir grup araştırmacı, 'transkore bağlantılı' (transcorrelated, TC) kuantum kimya yöntemini kovalent olmayan etkileşimlere ilk kez uygulayarak önemli bir kilometre taşına ulaştı. Çalışmada xTC yaklaşımı olarak adlandırılan bu yöntem, standart kuplaj-küme teorisiyle (CCSD ve CCSD(T) seviyeleri) birleştirildi ve A24 referans veri seti üzerinde kapsamlı biçimde test edildi.
A24, saf dispersiyon bağlı, hidrojen bağlı ve karma etkileşim içeren 24 küçük molekül çiftinden oluşan ve sahada altın standart olarak kabul gören bir kıyaslama setidir. Araştırmacılar, aug-cc-pVDZ ve aug-cc-pVTZ baz setleriyle elde ettikleri sonuçları hem klasik hem de F12 yöntemiyle hesaplanan referans değerleriyle karşılaştırdı.
Yöntemin özgün yanlarından biri, Jastrow faktörü adlı matematiksel düzeltme terimini dimer (iki moleküllü sistem) için optimize ettikten sonra aynı parametreleri monomer (tek molekül) hesaplamalarında da kullanmasıdır. Bu paylaşımlı parametre stratejisi, küçük etkileşim enerjilerini gürültüye gömmesinden korur ve hesaplamaları çok daha güvenilir kılar.
Sonuçlar özellikle hidrojen bağı içeren sistemlerde dikkat çekicidir: xTC-CCSD(T)/AVTZ düzeyindeki ortalama mutlak hata son derece düşük çıkmış ve yöntem, F12 tabanlı rakipleriyle güçlü biçimde rekabet edebilmiştir. Dispersiyon ağırlıklı sistemlerde performans biraz daha mütevazı kalsa da genel tablo, TC yönteminin kovalent olmayan etkileşimler için umut verici bir araç olduğuna işaret ediyor.
Bu gelişme, ilaç tasarımı, malzeme bilimi ve supramoleküler kimya gibi alanlarda daha doğru ve hesaplama açısından verimli simülasyonların önünü açabilir. Transkore yönteminin daha büyük sistemlere ve farklı etkileşim türlerine genişletilmesi, önümüzdeki çalışmaların odak noktası olmaya aday görünüyor.