Teoria struktury elektronowej do opisu procesów spektroskopowych, zderzeniowych i attosekundowych
Kierownik zespołu: prof. dr hab. Robert Moszyński
Adres e-mail Kierownika: rmoszyns@chem.uw.edu.pl
Krótki opis tematyki badawczej:
Opis proponowanych badań
Wykorzystanie cząsteczek schłodzonych do temperatur poniżej T = 10−3 K pozwala na zmierzenie się z fundamentalnymi pytaniami dotyczącymi podstaw mechaniki kwantowej. Zimne cząsteczki są obiecujące w nowoczesnych zastosowaniach od ultrazimnej chemii i precyzyjnych pomiarów, do obliczeń kwantowych i otwierają, w związku ze swoją jawnie kwantową naturą, nowe działy nauki w zakresie fizyki i chemii. W tym projekcie proponujemy zająć się następującymi celami związanymi z nową fizyką ultrazimnych molekuł i gazów fermionowych:
◊ Badania podstawowe z ultrazimnymi cząsteczkami za pomocą dokładnych obliczeń na potrzeby spektroskopii wysokiej rozdzielczości
◊ Przewidywania dla stanowo selektywnej produkcji jonów molekularnych
◊ Wielociałowa fizyka ultrazimnych gazów femionowych
Poprawne wykonanie wyżej wymienionych celów będzie wymagało postępu w teorii struktury elektronowej. Postęp ten planujemy w trzech kierunkach: zwiększenie dokładności metod przybliżonych używanych do obliczeń powierzchni energii potencjalnej, elementów macierzowych sprzężenia spin-orbita i nieadiabatycznego, jedno- i wielofotonowych momentów przejścia oraz dynamicznego przesunięcia Starka, poprzez wykorzystanie jawnie skorelowanych metod chemii kwantowej włączenie efektów wykraczających poza teorię Schrödingera i włączenie członów poza przybliżeniemBorna-Oppenheimera. W ten sposób, istotna część projektu będzie poświęcona teoretycznemu i obliczeniowemu postępowi teorii struktury elektronowej w trzech poniższych kierunkach:
◊ Jawnie skorelowane metody teorii wielu ciał na potrzeby spektroskopii wysokiej rozdzielczości
◊ Efekty relatywistyczne i QED w widmach molekularnych i zderzeniach dla układów wieloelektronowych
◊ Struktura elektronowa i dynamika kwantowa poza przybliżeniem Borna-Oppenheimera
Attonauka jest gwałtownie rozwijającym się obszarem badań o niespotykanych możliwościach zastosowań w biologii, chemii i fizyce. W projekcie proponujemy realizację następujących zadań badawczych z pogranicza biologii, chemii i fizyki:
◊ Zrozumienie i rozwój różnych metod generowania wyższych harmonik (HHG) dla opisu dynamiki wieloelektronowych procesów w atomach, orbitalach atomowych i zdysocjowanych molekułach i biomolekułach, procesów wzbudzania i relaksacji w ciele stałym i materiałach grafeno-podobnych
◊ Zrozumienie i rozwój różnych metod detekcji jonizacji powyżej progu (ATI) dla opisu dynamiki wieloelektronowych procesów w atomach, orbitalach atomowych i zdysocjowanych molekułach i biomolekułach, procesów wzbudzania i relaksacji w ciele stałym i materiałach grafeno-podobnych
◊ Zrozumienie i rozwój różnych metod detekcji pojedynczych, parowych i łańcuchowych impulsów attosekundowych łączonych z silnymi impulsami podczerwonymi o średnich i wysokich częstościach do opisu dynamiki wieloelektronowych procesów w atomach, orbitalach atomowych i zdysocjowanych molekułach i biomolekułach, procesów wzbudzania i relaksacji w ciele stałym i materiałach grafenopodobnych.