Perpustakaan Digital ITB

Disertasi ini menerapkan teori disipasi kuantum terutama pada dinamika vibrasi dari dua model yang paling penting yang sudah dikembangkan fisikawan untuk memahami proses fisis dalam ranah biologi molekul yaitu model protein Davydov Scott dan model DNA Peyrard-Bishop. Efek disipasi yang merupakan cerminan dari efek lingkungan dimanifestasikan dalam interaksi model Davydov-Scott dengan tandon termal dan pengaruh gaya ekternal dan damping terhadap model denaturasi Peyrard-Bishop. Interaksi model Davydov-Scott dengan tandon termal diselidiki dengan menyelesaikan teori kuantum disipasi Lindblad. Studi sebelumnya mengkaji monomer Davydov-Scott untuk kondisi harmonik dengan penekanan pada solusi persamaan gerak. Disertasi ini menyelidiki perilaku termodinamika monomer Davydov-Scott harmonik dan anharmonik. Kalor jenis dihitung berdasarkan fungsi partisi menggunakan metode integral lintas. Ditemukan bahwa efek disipasi akan bersifat destruktif terhadap kalor jenis. Pada kondisi anharmonik ditemukan bahwa suku anharmonik bersifat kontruktif terhadap kalor jenis. Model baru interaksi model Peyrard-Bishop dengan gaya eksternal dan efek damping atas dasar teori disipasi Caldirola-Kanai diajukan. Berdasarkan fungsi partisi yang diperoleh dengan metode integral transfer dapat ditunjukkan bahwa efek gaya eksternal akan menurunkan temperatur leleh yang berarti bahwa gaya eksternal akan mempercepat proses denaturasi. Dengan menggunakan aproksimasi kontinu dan ekspansi multipel maka dinamika gelembung denaturasi diperikan oleh persamaan Schrodinger tak linier dengan suku damping dan gaya eksternal (the forced-damped nonlinear Schrodinger (FDNLS) equation). Metode variasional berdasarkan perumusan Langrange digunakan untuk mencari solusi persamaan tersebut. Hasil menunjukkan bahwa efek damping akan memperlambat gerak dari gelembung sedangkan gaya ekternal akan menaikkan amplitude dan kecepatan propagasi. Ditemukan adanya suku harmonik lebih tinggi dapat tercipta jika gaya ekternal periodik dikenakan pada sistem dimana fenomena ini bertanggung jawab terhadap terjadinya dinamika denyut DNA.