Abstract
We review applications of the Schwinger multichannel method to low-energy electron collisions with polyatomic molecules of biological interest. After briefly describing the method, its implementation, and its strengths and limitations, we turn to a discussion of specific molecular systems, with an emphasis on studies related to radiation damage to DNA mediated by secondary electrons. Throughout, we situate our results in the context of calculated and experimental data on electron scattering, dissociative attachment, and other relevant processes.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
References
B. C. Garrett et al., Chem. Rev. 105, 355 (2005)
L. Sanche, Eur. Phys. J. D 35, 367 (2005)
B. BoudaĂŻffa, P. Cloutier, D. Hunting, M. A. Huels, L. Sanche, Science 287, 1658 (2000)
B. Boudaïffa, P. Cloutier, D. Hunting, M. A. Huels, L. Sanche, Radiat. Res. 157, 227 (2002)
M. A. Huels, B. Boudaïffa, P. Cloutier, D. Hunting, L. Sanche, J. Am. Chem. Soc. 125, 4467 (2003)
Y. Zheng, P. Cloutier, D. J. Hunting, L. Sanche, J. R. Wagner, J. Am. Chem. Soc. 127, 16592 (2005)
X. Pan, L. Sanche, Phys. Rev. Lett. 94, 198104 (2005)
M.-A. Hervé du Penhoat, M. A. Huels, P. Cloutier, J.-P. Jay-Gerin, L. Sanche, J. Chem. Phys. 114, 5755 (2001)
M. A. Huels, I. Hahndorf, E. Illenberger, L. Sanche, J. Chem. Phys. 108, 1309 (1998)
H. Abdoul-Carime, M. A. Huels, E. Illenberger, L. Sanche, J. Am. Chem. Soc. 123, 5354 (2001)
H. Abdoul-Carime, P. Cloutier, L. Sanche, Radiat. Res. 155, 625 (2001)
R. Abouaf, J. Pommier, H. Dunet, Int. J. Mass Spectrom. 226, 397 (2003)
S. Denifl, S. Ptasinska, M. Cingel, S. Matejcik, P. Scheier, T. D. Märk, Chem. Phys. Lett. 377, 74 (2003)
S. Gohlke, H. Abdoul-Carime, E. Illenberger, Chem. Phys. Lett. 380, 595 (2003)
G. Hanel, B. Gstir, S. Denifl, P. Scheier, M. Probst, B. Farizon, M. Farizon, E. Illenberger, T. D. Märk, Phys. Rev. Lett. 90, 188104 (2003)
A. M. Scheer, K. Aflatooni, G. A. Gallup, P. D. Burrow, Phys. Rev. Lett. 92, 068102 (2004)
H. Abdoul-Carime, S. Gohlke, E. Illenberger, Phys. Rev. Lett. 92, 168103 (2004)
S. Denifl, S. Ptasińska, M. Probst, J. Hrušak, P. Scheier, T. D. Märk, J. Phys. Chem. A 108, 6562 (2004)
S. Denifl, S. Matejcik, S. Ptasinksa, B. Gstir, M. Probst, P. Scheier, E. Illenberger, T. D. Mark, J. Chem. Phys. 120, 704 (2004)
S. Denifl, S. Ptasińska, G. Hanel, B. Gstir, M. Probst, P. Scheier, T. D. Märk, J. Chem. Phys. 120, 6557 (2004)
S. Feil, K. Gluch, S. Matt-Leubner, P. Scheier, J. Limtrakul, M. Probst, H. Deutsch, K. Becker, A. Stamatovic, T. D. Märk, J. Phys. B 37, 3013 (2004)
H. Abdoul-Carime, J. Langer, M. A. Huels, E. Illenberger, Eur. Phys. J. D 35, 399 (2005)
R. Abouaf, H. Dunet, Eur. Phys. J. D 35, 405 (2005)
K. Aflatooni, A. M. Scheer, P. D. Burrow, Chem. Phys. Lett. 408, 426 (2005)
A. M. Scheer, C. Silvernail, J. A. Belot, K. Aflatooni, G. A. Gallup, P. D. Burrow, Chem. Phys. Lett. 411, 46 (2005)
S. Ptasińska, S. Denifl, V. Grill, T. D. Märk, P. Scheier, S. Gohlke, M. A. Huels, E. Illenberger, Angew. Chem. Int. Ed. 44, 1647 (2005)
S. Ptasińska, S. Denifl, B. Mróz, M. Probst, V. Grill, E. Illenberger, P. Scheier, T. D. Märk, J. Chem. Phys. 123, 124302 (2005)
S. Ptasinska, S. Denifl, P. Scheier, E. Illenberger, T. D. Märk, Angew. Chem. Int. Ed. 44, 6941 (2005)
S. Ptasińska, S. Denifl, V. Grill, T. D. Märk, E. Illenberger, P. Scheier, Phys. Rev. Lett. 95, 093201 (2005)
P. D. Burrow, G. A. Gallup, A. M. Scheer, S. Denifl, S. Ptasinska, T. Märk, P. Scheier, J. Chem. Phys. 124, 124310 (2006)
K. Aflatooni, A. M. Scheer, P. D. Burrow, J. Chem. Phys. 125, 054301 (2006)
D. Huber, M. Beikircher, S. Denifl, F. Zappa, S. Matejcik, A. Bacher, V. Grill, T. D. Märk, P. Scheier, J. Chem. Phys. 125, 084304 (2006)
I. I. Shafranyosh, M. I. Sukhoviya, M. I. Shafranyosh, J. Phys. B 39, 4155 (2006)
S. Denifl, F. Zappa, I. Mähr, J. Lecointre, M. Probst, T. D. Märk, P. Scheier, Phys. Rev. Lett. 97, 043201 (2006)
S. Denifl, F. Zappa, A. Mauracher, F. F. da Silva, A. Bacher, O. Echt, T. D. Märk, D. K. Bohme, P. Scheier, ChemPhysChem 10, 1387 (2008)
S. Denifl, P. Sulzer, F. Zappa, S. Moser, B. Kräutler, O. Echt, D. K. Bohme, T. D. Märk, P. Scheier, Int. J. Mass Spectrom. 277, 296 (2008)
J. Kopyra, C. Koenig-Lehmann, E. Illenberger, Int. J. Mass Spectrom. 281, 89 (2009)
D. Antic, L. Parenteau, M. Lepage, L. Sanche, J. Phys. Chem. B 103, 6611 (1999)
D. Antic, L. Parenteau, L. Sanche, J. Phys. Chem. B 104, 4711 (2000)
S. Ptasińska, S. Denifl, P. Scheier, T. D. Märk, J. Chem. Phys. 120, 8505 (2004)
S.-P. Breton, M. Michaud, C. Jäggle, P. Swiderek, L. Sanche, J. Chem. Phys. 121, 11240 (2004)
P. Sulzer, S. Ptasinska, F. Zappa, B. Mielewska, A. R. Milosavljevic, P. Scheier, T. D. Märk, I. Bald, S. Gohlke, M. A. Huels, E. Illenberger, J. Chem. Phys. 125, 044304 (2006)
I. Bald, J. Kopyra, E. Illenberger, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 4851 (2006)
I. Bald, J. Kopyra, I. Dabkowska, E. Antonsson, E. Illenberger, J. Chem. Phys. 126, 074308 (2007)
X. Pan, L. Sanche, Chem. Phys. Lett. 421, 404 (2006)
C. König, J. Kopyra, I. Bald, E. Illenberger, Phys. Rev. Lett. 97, 018105 (2006)
H. Abdoul-Carime, S. Gohlke, E. Fischbach, J. Scheike, E. Illenberger, Chem. Phys. Lett. 387, 267 (2004)
S. Ptasińska, S. Denifl, S. Gohlke, P. Scheier, E. Illenberger, T. D. Märk, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 1893 (2006)
X. Li, M. D. Sevilla, L. Sanche, J. Am. Chem. Soc. 125, 13668 (2003)
J. Berdys, I. Anusiewicz, P. Skurski, J. Simons, J. Phys. Chem. A 108, 2999 (2004)
J. Simons, Acc. Chem. Res. 39, 772 (2006)
X. Li, M. D. Sevilla, Adv. Quantum Chem. 52, 59 (2007)
R. H. D. Lyngdoh, H. F. Schaefer III, Acc. Chem. Res. 42, 563 (2009)
K. Takatsuka, V. McKoy, Phys. Rev. A 24, 2473 (1981)
K. Takatsuka, V. McKoy, Phys. Rev. A 30, 1734 (1984)
J. Schwinger, Phys. Rev. 72, 742 (1947)
N. Ostlund, Chem. Phys. Lett. 34, 419 (1975)
D. K. Watson, V. McKoy, Phys. Rev. A 20, 1474 (1979)
P. G. Hipes, C. Winstead, V. McKoy, in Proceedings of the Fifth Distributed Memory Computing Conference, ed. by D. W. Walker, Q. F. Stout (IEEE Computer Society, Los Alamitos, 1990), p. 498
C. Winstead, V. McKoy, Adv. At., Mol., Opt. Phys. 36, 183 (1996)
C. Winstead, V. McKoy, Comput. Phys. Commun. 128, 386 (2000)
R. Barrios, P. Skurski, J. Simons, J. Phys. Chem. B 106, 7991 (2002)
J. Berdys, P. Skurski, J. Simons, J. Phys. Chem. B 108, 5800 (2004)
I. Anusiewicz, J. Berdys, M. Sobczyk, P. Skurski, J. Simons, J. Phys. Chem. A 108, 11381 (2004)
K. Aflatooni, G. A. Gallup, P. D. Burrow, J. Phys. Chem. A 102, 6205 (1998)
F. A. Gianturco, R. R. Lucchese, J. Chem. Phys. 120, 7446 (2004)
S. Tonzani, C. H. Greene, J. Chem. Phys. 124, 054312 (2006)
S. Tonzani, C. H. Greene, J. Chem. Phys. 122, 014111 (2005)
P. D. Burrow, J. Chem. Phys. 122, 087105 (2005)
G. A. Gallup I. I. Fabrikant, Phys. Rev. A 83, 012706 (2011)
C. Winstead, V. McKoy, J. Chem. Phys. 125, 174304 (2006)
F. A. Gianturco, F. Sebastianelli, R. R. Lucchese, I. Baccarelli, N. Sanna, J. Chem. Phys. 128, 174302 (2008)
C. Winstead, V. McKoy, J. Chem. Phys. 129, 077101 (2008)
F. A. Gianturco, F. Sebastianelli, R. R. Lucchese, I. Baccarelli, N. Sanna, J. Chem. Phys. 131, 249901 (2009)
A. Dora, J. Tennyson, L. Bryjko, T. van Mourik, J. Chem. Phys. 130, 164307 (2009)
C. Winstead, V. McKoy, S. d’A. Sanchez, J. Chem. Phys. 127, 085105 (2007)
B. H. Lengsfield III, T. N. Rescigno, C. W. McCurdy, Phys. Rev. A 44, 4296 (1991)
T. N. Rescigno, D. A. Byrum, W. A. Isaacs, C. W. McCurdy, Phys. Rev. A 60, 2186 (1999)
C. Winstead, V. McKoy, Phys. Rev. A 57, 3589 (1998)
R. Abouaf, J. Pommier, H. Dunet, P. Quan, P.-C. Nam, M. T. Nguyen, J. Chem. Phys. 121, 11668 (2004)
R. Abouaf, J. Pommier, H. Dunet, Chem. Phys. Lett. 381, 486 (2003)
C. M. Marian, F. Schneider, M. Kleinschmidt, J. Tatchen, Eur. Phys. J. D 20, 357 (2002)
I. Nenner, G. J. Schulz, J. Chem. Phys. 62, 1747 (1975)
M. Allan, Helvet. Chim. Acta 65, 2008 (1982)
C. Winstead, V. McKoy, Phys. Rev. Lett. 98, 113201 (2007)
C. Winstead, V. McKoy, Phys. Rev. A 76, 012712 (2007)
F. Martin, P. D. Burrow, Z. Cai, P. Cloutier, D. Hunting, L. Sanche, Phys. Rev. Lett. 93, 068101 (2004)
C. Winstead, V. McKoy, J. Chem. Phys. 125, 244302 (2006)
W. Chin, M. Mons, I. Dimicoli, F. Piuzzi, B. Tardivel, M. Elhaine, Eur. Phys. J. D 20, 347 (2002), and references therein
Chr. Plützer, E. Nir, M. S. de Vries, K. Kleinermanns, Phys. Chem. Chem. Phys. 3, 5466 (2001)
A. R. Milosavljević, F. Blanco, D. Ĺ ević, G. GarcĂa, B. P. Marinković, Eur. Phys. J. D 40, 107 (2006)
P. Możejko, L. Sanche, Radiat. Phys. Chem. 73, 77 (2005)
P. Możejko, A. Domaracka, E. Ptasińska-Denga, Cz. Szmytkowski, Chem. Phys. Lett. 429, 378 (2006)
V. M. Rayón, J. A. Sordo, J. Chem. Phys. 122, 204303 (2005)
C. Winstead, V. McKoy, J. Chem. Phys. 125, 074302 (2006)
C. N. Trevisan, A. E. Orel, T. N. Rescigno, J. Phys. B 39, L255 (2006)
D. Bouchiha, J. D. Gorfinkiel, L. G. Caron, L. Sanche, J. Phys. B 39, 975 (2006)
S. Tonzani, C. H. Greene, J. Chem. Phys. 125, 094504 (2006)
C. J. Colyer, V. Vizcaino, J. P. Sullivan, M. J. Brunger, S. J. Buckman, New J. Phys. 9, 41 (2007)
M. Allan, J. Phys. B 40, 3531 (2007)
M. Dampc, A. Milosavljević, I. Linert, B. P. Marinković, M. Zubek, Phys. Rev. A 75, 042710 (2007)
I. Baccarelli, F. A. Gianturco, A. Grandi, N. Sanna, R. R. Lucchese, I. Bald, J. Kopyra, E. Illenberger, J. Am. Chem. Soc. 129, 6269 (2007)
L. P. Guler, Y.-Q. Yu, H. I. Kenttämaa, J. Phys. Chem. A 106, 6754 (2002)
M. Jetzki, R. Signorell, J. Chem. Phys. 117, 8063 (2002)
T. Sommerfeld, J. Chem. Phys. 126, 124301 (2007)
V. Vizcaino, J. Roberts, J. P. Sullivan, M. J. Brunger, S. J. Buckman, C. Winstead, V. McKoy, New J. Phys. 10, 053002 (2008)
A. R. Milosavljević, A. Giuliani, D. Šević, M.-J. Hubin-Franskin, B. P. Marinković, Eur. Phys. J. D 35, 411 (2005)
A. R. Milosavljević, F. Blanco, J. B. Maljković, D. Ĺ ević, G. GarcĂa, B. P. Marinković, New J. Phys. 10, 103005 (2008)
I. Baccarelli, N. Sanna, F. A. Gianturco, F. Sebastianelli, J. Phys. Conf. Ser. 115, 012009 (2008)
I. Baccarelli, F. Sebastianelli, F. A. Gianturco, N. Sanna, Eur. Phys. J. D 51, 131 (2009)
I. Baccarelli, F. A. Gianturco, A. Grandi, N. Sanna, Int. J. Quantum Chem. 108, 1878 (2008)
B. C. IbanescĹ, O. May, A. Monney, M. Allan, Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 3163 (2007)
G. A. Gallup, P. D. Burrow, I. I. Fabrikant, Phys. Rev. A 79, 042701 (2009)
G. A. Gallup, P. D. Burrow, I. I. Fabrikant, Phys. Rev. A 80, 046702 (2009)
M. Allan, J. Phys. B 39, 2939 (2006)
J. Berdys, I. Anusiewicz, P. Skurski, J. Simons, J. Am. Chem. Soc. 126, 6441 (2004)
P. D. Burrow, G. A. Gallup, A. Modelli, J. Phys. Chem. A 112, 4106 (2008)
C. Winstead, V. McKoy, Int. J. Mass Spectrom. 277, 279 (2008)
L. Bryjko, T. van Mourik, A. Dora, J. Tennyson, J. Phys. B 43, 235203 (2010)
B. Gamoke, D. Neff, J. Simons, J. Phys. Chem. A 113, 5677 (2009)
T. M. Orlando, D. Oh, Y. Chen, A. B. Aleksandrov, J. Chem. Phys. 128, 195102 (2008)
L. Caron, L. Sanche, S. Tonzani, C. H. Greene, Phys. Rev. A 78, 042710 (2008)
L. Caron, L. Sanche, S. Tonzani, C. H. Greene, Phys. Rev. A 80, 012705 (2009)
Acknowledgements
This work was supported by the Chemical Sciences, Geosciences, and Biosciences Division, Office of Basic Energy Sciences, Office of Science, US Department of Energy. Use of the Jet Propulsion Laboratory’s Supercomputing and Visualization Facility is gratefully acknowledged. We thank our experimental and theoretical collaborators, in particular Stephen Buckman (Australian National University), Michael Brunger (Flinders University), and Sergio Sanchez (Federal University of Paraná) for their valuable contributions to the work reported here.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2012 Springer Science+Business Media B.V.
About this chapter
Cite this chapter
Winstead, C., McKoy, V. (2012). Electron–Biomolecule Collision Studies Using the Schwinger Multichannel Method. In: GarcĂa GĂłmez-Tejedor, G., Fuss, M. (eds) Radiation Damage in Biomolecular Systems. Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-2564-5_5
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-2564-5_5
Published:
Publisher Name: Springer, Dordrecht
Print ISBN: 978-94-007-2563-8
Online ISBN: 978-94-007-2564-5
eBook Packages: Physics and AstronomyPhysics and Astronomy (R0)