Heidelberg Üniversitesi Fiziksel Kimya Enstitüsü liderliğinde yapılan en karmaşık simülasyonlar, su içindeki protonların hareketini yöneten mekanizmayı açıkladı. Araştırmacılar, altı su molekülü arasında paylaşılan bir protonun tam kuantum ayrıntılarıyla hareketini izledi. Protonlar, tek bir parçacık olarak değil, bir molekülden diğerine 'hoparlayarak' hareket ediyor.

Protonların bu 'hoparlama' hareketi, 19. yüzyıldan beri bilinmektedir. Su içinde çözülen bir asit, serbest bırakılan protonun tek bir su molekülüne bağlı kalmadığını, sürekli olarak bir molekülden diğerine atladığını gösterir. Bu Grotthuss mekanizması, su içindeki proton taşımayı yönetir ve pil enerji depolaması ile canlı hücrelerde sinyal iletiminde kritik bir rol oynar.

Araştırmacılar, protonların su içindeki hareketini daha iyi anlamak için, altı su molekülü içeren genişletilmiş bir Zundel kompleksini simüle etti. Simülasyonlar, protonun etrafındaki su moleküllerinin lokal asimetrilerinin, protonların karakteristik hoparlamasını yönettiğini gösterdi.