Srovnání poruchových a neporuchových přístupů k teorii optické spektroskopie
| Název práce v češtině: | Srovnání poruchových a neporuchových přístupů k teorii optické spektroskopie |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Comparison of perturbative and non-perturbative approaches to optical spectroscopy |
| Klíčová slova: | Nelineární 2D optická spektroskopie, Poruchový přístup, Neporuchový přístup, Dvouhladinový systém, Dimer |
| Klíčová slova anglicky: | Non-linear 2D optical spectroscopy, Perturbative approach, Non-perturbative approach, Two-level system, Dimer |
| Akademický rok vypsání: | 2011/2012 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Fyzikální ústav UK (32-FUUK) |
| Vedoucí / školitel: | doc. Mgr. Tomáš Mančal, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 03.10.2011 |
| Datum zadání: | 12.10.2011 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 13.12.2011 |
| Datum a čas obhajoby: | 19.06.2012 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 20.06.2012 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 22.05.2012 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 19.06.2012 |
| Oponenti: | doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| 1. Prostudovat odbornou literaturu k tématu
2. Sepsat podrobnou rešerši 3. Zvládnout metody teoretického popisu nelineárních optických experimentů a jejich interpretace 4. Simulovat optická sperktra vybraných modelových systémů 5. Provést diskusi vhodnosti neporuchových metod k výpočtům optických spekter molekulárních systémů |
| Seznam odborné literatury |
| [1] S. Mukamel, Principles of Nonlinear Spectroscopy, Oxford University Press, Oxford, 1995
[2] V. May and O. Kuhn, Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems, Wiley-VCH, Berlin, 2000 [3] T. Mancal, A. V. Pisliakov and G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 124 (2006) 234504 [4] T. Brixner, T. Mancal, I. V. Stiopkin and G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 121 (2004) 4221 [5] L. Seidner, G. Stock, and W. Domcke, J. Chem. Phys. 103 (1995) 3998 a další původní práce. |
| Předběžná náplň práce |
| Viditelná a infračervená spektroskopie umožňují zkoumat velmi rychlé procesy přenosu náboje a energie v přírodních i umělých molekulárních systémech a jsou často jediným přímým zdrojen našich informací o funkci těchto systémů. Tradiční přístup k výpočtu spekter je poruchový. Časově závislá poruchová teorie umožňuje kromě samotného výpočtu spekter také roztřídit spektroskopické metody podle řádu poruchy a poskytuje přirozený nástroj pro analýzu elementárních procesů spojených s excitací molekulárních systémů. Aplikace poruchových metod na velké systémy a na systémy s velkou hustotou mobilních excitací je však značně obtížná. Proto se v poslední době objevilo v literatuře několik příbuzných neporuchových metod, které některé problémy poruchových metod odstraňují. Úkolem této diplomové práce je implementace jedné z neporuchových metod pro výpočet nelineárních optických spekter a porovnání jejích výsledků s tradičním poruchovým výpočtem na jednoduchém modelovém systému. Řešitel bude systematicky uveden do teorie optické spektroskopie, dynamiky otevřených kvantových systémů a příslušných partií statistické fyziky a kvantové mechaniky. Řešitel by měl být schopen programovat v některém programovacím jazyce. Pro čtení původní literatury je třeba alespoň pasivní znalost angličtiny. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Visible and infra-red spectroscopy enable us to study ultra-fast processes of charge and energy transfer in natural and artificial molecular systems and are often our only direct source of information about their function. Traditional approch to the calculation of spectra is perturbative. Time-dependent perturbation theory enables not only to calculate spectrum, but also categorize the spectroscopic methods according to the order of perturbation and provides a natural tool for analysis of elementary excitation processes in molecular systems. However, application of perturbative methods on large systems and systems with large density of mobile excitations is very difficult. Therefore, several related non-perturbative methods emerged recently, that overcome some of the problems of perturbative methods. The goal of this work is to implement one of the non-perturbative methods for the calculation of non-linear optical spectra and compare its results to the traditional perturbative calculation on a simple model system. The student will be provided with a systematic introduction into the theory of optical spectroscopy, dynamics of open quantum systems and corresponding parts of advanced statistical physics and quantum mechanics. The student should be capable of programming in some programming language. For reading of original literature, at least passive knowledge of English is necessary. |