Электроны — крошечные частицы в молекулах — постоянно манёврируют, избегая столкновений, как пассажиры в час пик. Чтобы просчитать их поведение, учёные задают правило личной дистанции: математическую функцию, которая указывает, насколько близко одному электрону можно подойти к соседу. Эта функция — своего рода потенциал отталкивания, описывающий, как меняется энергия системы при сближении электронов.

Обычно это правило настраивают заново для каждой молекулы — трудоёмкий процесс, требующий сложных квантово-механических расчётов. Но теперь исследователи берут готовые настройки от простых атомов, например, водорода, и переносят их на более сложные молекулы вроде воды или соединений с углеродом, лишь слегка корректируя общее взаимодействие. Такой подход опирается на идею, что локальное поведение электронов слабо зависит от окружения: электронная плотность вблизи атома в молекуле напоминает таковую в изолированном атоме. Корректировка же затрагивает лишь дальнодействующие силы — аналогично тому, как в толпе вы учитываете не только ближайшего соседа, но и общий поток людей.

Неожиданный поворот: такой «импорт» правил не только ускоряет расчёты, но и вдвое повышает точность по сравнению с полной перенастройкой. Это открытие экономит химикам месяцы работы и ускоряет создание новых материалов — от лекарств до аккумуляторов.