Krátkočasová delokalizace a absorpce světla

• Název práce v češtině: Krátkočasová delokalizace a absorpce světla
• Název v anglickém jazyce: Short-lived Delocalization and Absorption by Light
• Klíčová slova: Molekulární systémy, kvantová mechanika, spektrokopie
• Klíčová slova anglicky: molecular systems, quantum mechanics, spectroscopy
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Tomáš Mančal, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Prostudovat odbornou literaturu k tématu
2. Osvojit si základy teoretického popisu molekulárních systémů pomocí excitonového modelu
3. Osvojit si práci se simulačním softwarem, případně se aktivně podílet na jeho rozšíření
4. Simulovat optická a spektra a kinetiku modelového systému s klasickou lázní pro popis krátkočasové delokalizace
5. Sepsat podrobnou rešerši

Seznam odborné literatury

[1] H. van Amerongen, L. Valkunas and R. van Grondelle, Photosynthetic Excitons, World Scietific, Singapore, 2000
[2] V. May and O. Kuhn, Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems, Wiley-VCH, Berlin, 2000
[3] R. E. Blankenship, Molecular Mechanisms of Photosynthesis, Blackwell Science, Oxford, 2002
a další původní práce, k dispozici u vedoucího práce

Předběžná náplň práce

Excitonová delokalizace významně napomáhá světlosběrné funkci fotosyntetických antém tím, že vytváří podmínky pro velmi rychlý přenos excitace v prostoru. Slabá vazba mezi pigmenty je však snadno narušena fluktuacemi excitačních energií v důsledku interakce s proteiny, které drží strukturu antény pohromadě. Na časové škále, na které se absorbuje světlo je ovšem i tato slabá interakce schopna způsobit dostatečnou delokalizaci na to, aby došlo k měřitelným změnám absopčních spekter, přestože na delších časových škálách se delokalizace neuplatňuje. Cílem zadávané práce je modelovat semiklasicky podmínky krátkočasové delokalizace jako východisko pro formulaci její správné kvantově-mechanické teorie. Výpočty optických spekter a rychlostních konstant přenosu energie bodou provedeny pomocí existujícího simulačního programu. Studentovi bude poskytnut systematický úvod do potřebných partií teorie optických spekter, teorie popisu fotosyntetických antén a do příslušných partií kvantové mechaniky. Pro čtení původní literatury je zapotřebí alespoň pasivní znalost angličtiny. Zájemci o bližší informace nechť mě kontaktují na: [e-mail]

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Exciton delocalization improves the light harvesting function of photosynthetic antennae by creating conditions for very fast excitation transfer in space. Weak coupling between pigments is, however, easily disrupted by fluctuations of excitation energies due to interaction with proteins holding the antenna structure together. On the time scale on which the light is absorbed even this weak able to create sufficient delocalization to induce measurable changes in absorption, despite the fact that on longer time-scale the delocalization is not present. The aim of this work is to model semiclassically the conditions of short time delocalization as a starting point for a proper quantum mechanical formulation of its theory. Calculations of optical spectra and rate constants of the energy transfer will be made by a provided simulation software. The student will be provided with a systematic introduction into the necessary parts of the theory of optical spectra, theory of photosynthesis and the necessary topics of quantum mechanics. For reading of the original literature at least passive knowledge of English is necessary. For more information contact me at: [e-mail]