|
|
Teorie elektron-fononové interakce v modelovém otevřeném kvantovém systému
Krčmář, Jindřich ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Lipavský, Pavel (oponent)
Cílem této práce je prozkoumat projekční operátorovou metodu odvození po- hybových rovnic pro redukovanou matici hustoty a aplikovat je na modelový otevřený kvantový systém. Postupně přecházíme z kvantově mechanického modelu molekuly s jedním vibračním stupněm volnosti k příkladu otevřeného kvantového systému relevantního k teorie nelineární spektroskopie. V práci prezentujeme výsledky numerických simulací časové evoluce otevřeného kvan- tového systému provedených programem napsaným pro tento účel. Zvláště se zabýváme simulacemi řešení časově-bezkonvoluční zobecněné řídící rovnice do druhého řádu poruchového rozvoje a ukazujeme, že za jistých okolností poskytuje exaktní řešení problému. Text také obsahuje odvození rekurent- ních relací pro Franck-Condonovy faktory pro nejobecnější případ dvou kvan- tových harmonických oscilátorů v jedné prostorové dimenzi, tedy transformační matici mezi dvěma bázemi L2 (R) prostoru určenými řešeními časově nezávislé Schrödingerovy rovnice příslušné těmto oscilátorům. 1
|
|
|
Nelineární optická spektroskopie molekulárních komplexů
Linhart, Jan ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Pšenčík, Jakub (oponent)
Práce se zabývá teorií nelineární spektroskopie a projevy kvantové koherentní dynamiky v nelineární spektroskopii. Poskytuje stručný přehled spektroskopických metod se zaměřením na metodu pump-probe. Dále rozví- jíme teorii nelineární odezvy, přičemž vycházíme z obecného N-wave mixing experimentu, a dospíváme ke tvaru odezvové funkce třetího řádu vyjádřené pomocí Liouvillových drah. Pro vybrané modelové systémy sledujeme koher- entní efekty, které se projevují v 2D a pump-probe spektrech, a provádíme jejich porovnání. D·raz je kladen na objasnění jev· relaxace a excitonové koherence mezi dvěma excitovanými stavy molekulárního dimeru. 1
|
|
| |
|
|
Srovnání poruchových a neporuchových přístupů k teorii optické spektroskopie
Malý, Pavel ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Pšenčík, Jakub (oponent)
Tato práce je zaměřena na porovnání poruchového a neporuchového výpočtu po- larizace třetího řádu ve dvou dimenzionální (2D) optické spektroskopii. Dvouh- ladinová molekula a vázaný dimer jsou zvoleny jako příklady systémů jejichž 2D spektrum je spočteno s použitím explicitních pohybových rovnic pro reduko- vanou matici hustoty a integrováním odezvových funkcí. S použitím získaných výsledků jsou tyto dva přístupy porovnány kvalitativně a kvantitativně. Hlavní nalezený rozdíl je přítomnost příspěvků vyšších řádů polarizace v neporuchově vypočteném spektru. 1
|
|
|
Teorie agregátů fotosyntetických molekul: spektroskopie, struktura, přenosové jevy
Lalinský, Ján ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Šanda, František (oponent)
Název práce: Teorie agregátů fotosyntetických molekul: spektroskopie, struktura, přenosové jevy Autor: Ján Lalinský Ústav: Fyzikální Ústav Univerzity Karlovy Vedoucí diplomové práce: RNDr. Tomáš Mančal, PhD., Fyzikální Ústav Univerzity Karlovy Abstrakt. Teorie absorpce světla v izotropním roztoku molekul byla for- mulována na základě elektromagnetické teorie částic s přihlédnutím k rela- tivistické povaze jejich interakce a jejímu dopadu na spektrum cirkulárního dichroizmu. Byly provedeny výpočty absorpčních spekter jednoduchých systémů pro demonstraci vlastností matematického modelu. Také byly provedeny výpočty spekter modelů dimeru bakteriochlorofylů, které byly navrženy jako možná základní jednotka v lamelárním modelu vnitřní struk- tury chlorozomu. Experimentální spektra roztoku neagregovaného bakteri- ochlorofylu byla použita pro nastavení parametrů matematického modelu molekuly a pro tyto parametry byla spočtena spektra navržených modelů dimeru. Bylo zjištěno, že nové neelektrostatické členy v popisu vzájemné interakce částí molekuly jsou zanedbatelné pro výpočet obyčejného ab- sorpčního spektra, ale mají silný vliv na spektrum cirkulárního dichroizmu. Protože prezentovaný model popisuje vazbu elektronů a...
|
|
|
Tensor Network-based Computational Methods for Strongly Correlated Molecular Quantum Mechanics
Brandejs, Jan ; Veis, Libor (vedoucí práce) ; Mančal, Tomáš (oponent) ; Pitoňák, Michal (oponent)
Navzdory obrovskému pokroku v posledních desetiletích zůstává přesný popis silně ko- relovaných molekul dodnes výzvou. Abychom to změnili, vyvinuli jsme masivně paralelní implementaci metody DMRG, program MOLMPS. Pro takové nerelativistické systémy, které vyžadují přesný popis jak statické tak i dynamické korelace jsme rozšířili MOLMPS na téměř linerárně škálující metodu DLPNO-TCCSD. V relativistické oblasti jsme první, kdo použil čtyřkomponentí metodu CCSD ke korekci popisu dynamické korelace v DMRG. Výsledná metoda se nazývá 4c-TCCSD. Použití programu MOLMPS jsme demonstrovali na obtížných systémech, např. pro π-konjugovaný tetramer anthracenu s aktivním pro- storem CAS(63,63) a kofaktor FeMoco s CAS(113,76). Tyto výpočty ukázaly, že par- alelizace v vykazuje dobré škálování až na úroveň přibližně 2000 procesorových jader. Na příkladu modelu molekuly porfyrinu jsme demonstrovali, že metoda DLPNO-TCCSD dokáže popsat 99,9 % korelační energie získané původní metodou TCCSD. Naše rela- tivistická studie spektroskopických vlastností těžkých biatomik ukázala, že metoda 4c- TCCSD zvyšuje přesnost oproti CCSD až na řád CCSD(T), a že má v relativistické oblasti potenciál. Tato poráce pojednává o třech různých implementacích kvantově chemických metod založených na QC-DMRG. 1
|
|
|
Přenos koherencí při relaxaci excitační energie v molekulárních agregátech
Olšina, Jan ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Skála, Lubomír (oponent)
Předložená práce zkoumá časový vývoj operátoru hustoty agregátů molekul v interakci s termodynamickou lázní s účelem najít vhodnou aproximaci pro popis vlivu přenosu koherencí na tento vývoj. Opírá se o výsledky autorem sestaveného programu pro výpočet vývoje třemi metodami - řešením konvoluční Quantum Master Equation a řešení z ní odvozených Redfieldových rovnic v Markovské aproximaci a následné Sekulární aproximaci. Na základě prezentovaných numerických výsledků programu, na příkladu trimeru, byla zkoumána teplotní závislost řešení a jeho závislost na některých dalších parametrech modelu a vliv přenosu koherencí na dílčí komponenty evolučního superoperátoru. V práci je rovněž odůvodněno, proč Markovská aproximace selhává pro široký rozsah parametrů a není proto vhodná pro popis problematiky přenosu koherencí.
|
|
| |
|
|
Přenos koherencí při relaxaci excitační energie v molekulárních agregátech
Olšina, Jan ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce)
Předložená práce zkoumá časový vývoj operátoru hustoty agregátů molekul v interakci s termodynamickou lázní s účelem najít vhodnou aproximaci pro popis vlivu přenosu koherencí na tento vývoj. Opírá se o výsledky autorem sestaveného programu pro výpočet vývoje třemi metodami - řešením konvoluční Quantum Master Equation a řešení z ní odvozených Redfieldových rovnic v Markovské aproximaci a následné Sekulární aproximaci. Na základě prezentovaných numerických výsledků programu, na příkladu trimeru, byla zkoumána teplotní závislost řešení a jeho závislost na některých dalších parametrech modelu a vliv přenosu koherencí na dílčí komponenty evolučního superoperátoru. V práci je rovněž odůvodněno, proč Markovská aproximace selhává pro široký rozsah parametrů a není proto vhodná pro popis problematiky přenosu koherencí.
|
|
|
Excitation Energy Transfer in Photosynthetic Reaction Centres
Ptáček, Michal ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Dostál, Jakub (oponent)
Fotosyntetická reakční centra mají pro fotosyntetizující organismy kruciální roli. Právě zde totiž dochází k tzv. separaci náboje, kdy je energie excitovaného stavu elektronu využita na ionizaci molekul a uvolněný elektron se pak podílí na ustanovení transmembránového elektrochemického gradientu H+ iontů využívaného ATP syntázami. Světlosběrné komplexy absorbují energii dopadajících fotonů a s vysokou účinností blížící se jedné ji přenášejí právě do reakčních center. Efektivita tohoto přenosu budí zájem vědců již mnoho dekád a rozvoj experimentálních metod umožnil značné porozumění jeho původu. Získané poznatky, v kombinaci s kvantově mechanickými přístupy, lze navíc využít i na ryze teoretický výzkum zahrnující detailní počítačové simulace. Vlastnosti celých molekulární komplexů tak mohou být určeny s vysokou přesností a nezávisle na experimentech. Text této práce přestavuje úvod do teoretického studia fotosyntézy a shrnuje vývoj odvětví za poslední dvě dekády. Popsané hlavní teoretické přístupy a modely jsou dále prezentovány na příkladu reakčních center purpurové fotosyntetizující bakterie Rhodobacter sphaeroides, která představuje důležitý modelový organismus. Na tomto příkladě jsou také srovnány experimentálně i teoreticky získané hodnoty časů přenosu excitační energie.
|
host ::
RSS.