Dvoudimenzionální elektronová spektroskopie je pokročilá experimentální technika optické spektroskopie kombinující vysoké spektrální a časové rozlišení. Je založena na interferometrické detekcí signálu generovaného interakcí tří laserových pulsů se vzorkem a umožňuje sledovat úplnou spektroskopickou informaci o energiích a dynamice excitovaných stavů komplexních molekulárních systémů. Výsledkem experimentu jsou 2D mapy korelující excitační a emisní energie fotonů s femtosekundovým časovým rozlišením, které přímo poskytují informace o homogenních šířkách a nehomogenních rozšířeních optických přechodů, mezimolekulárních interakcích, rychlosti přenosu energie a elektronů a v neposlední řadě také o vývoji koherencí ve studovaných systémech.
Obsahem této práce bude zejména studium rychlého přenosu excitační energie a transportu elektronu ve fotosyntetických komplexech izolovaných z různých organismů na spolupracujících pracovištích, a také v uměle připravených systémech. Pro některé z těchto komplexů jsou k dispozici strukturní modely s vysokým rozlišením, což je důležité z hlediska interpretace získaných výsledků. Pro jiné komplexy budou naopak získaná data základem úvah o jejich možném uspořádání a funkci.
Předpokládané znalosti uchazeče na úrovni ukončeného magisterského studia v oboru biofyzika a chemická fyzika.
Preliminary scope of work in English
Two-dimensional electronic spectroscopy is an advanced technique of optical spectroscopy combining a high temporal and spectral resolution. It is based on interferometric detection of the signal generated by interaction of the sample with three laser pulses. The method allows obtaining complete spectroscopic information about energies and dynamics of excited states in complex molecular systems. The result of the experiment are 2D maps correlating excitation and emission energies of the photons with femtosecond time resolution, which directly provide information about the homogeneous linewidths and inhomogeneous broadening of the optical transitions, intermolecular interactions, energy or electrons transfer, and also about evolution of coherences in the studied systems.
The aim of the proposed project is to investigate the ultrafast excitation energy transfer and electron transport processes in photosynthetic complexes isolated from various organisms in collaborating laboratories, and also in artificially prepared systems. For some of these complexes, high-resolution structural models are available, which are important for interpretation of the obtained results. For other complexes, on the other hand, the obtained data will be used as the basis for considerations on their structural and functional properties.
