Opis projektu
Zaawansowana metoda spektroskopii rentgenowskiej może pomóc w wykrywaniu słabych sygnałów molekularnych
Przemiany fotochemiczne odgrywają kluczową rolę w przyrodzie, syntezie chemicznej i rozwoju materiałów funkcjonalnych. Kluczowym wyzwaniem jest obserwacja tych przemian na poziomie molekularnym. Spektroskopia czasowo-rozdzielcza, która wykorzystuje krótkie impulsy laserowe, aby jak kamera wideo rejestrować dynamikę cząsteczek, została ostatnio przeniesiona do domeny rentgenowskiej, dzięki czemu umożliwia obserwację ruchów jąder i elektronów w czasie rzeczywistym. Jednak pewne kluczowe cechy pozostają nieuchwytne. Finansowany przez ERBN projekt QuantXS wprowadzi nową formę kontrolowanej kwantowo spektroskopii rentgenowskiej. Proponowane badania wykorzystują techniki kształtowania impulsów, aby szukać sposobów na poprawę wykrywania słabych sygnałów molekularnych. Odkrycia QuantXS mogą znacznie przyspieszyć zrozumienie podstawowych właściwości materii i przesunąć granice wiedzy o ultraszybkim promieniowaniu rentgenowskim.
Cel
Elementary processes in nature, chemical synthesis, and functional materials critically rely on photochemical transformations. Monitoring these events on the most fundamental level and recording movies of individual molecular motions has been a long-standing dream of chemists and physicists. To this end, time-resolved spectroscopy uses carefully timed sequences of short laser pulses to concatenate stroboscopic frames of information, in analogy to a video camera. This has recently been pushed to the X-ray domain, where ultrabright femto- and attosecond laser pulses enable scientists to monitor nuclear and electronic motions in real-time. However, key features remain elusive due to their intrinsic weakness and the high complexity of their coupled dynamics.
My primary goal is to tackle this challenge and develop methods capable of monitoring fundamental molecular photochemistry with unprecedented precision. QuantXS is a theoretical program that puts forward the completely novel concept of quantum-controlled X-ray spectroscopy. I specifically propose to implement pulse shaping techniques at the pump, amplification, and probe stage of time-resolved X-ray measurements. This will tailor the spectroscopic pulse sequence for maximum specificity to so far unmeasured signatures of elementary molecular events. To achieve this, I will implement a bottom-up approach starting with the quantum dynamical simulation of a photochemical ring opening and its transient X-ray signals. I will then use optimal control theory to shape light pulses that (i) maximize the observable absorption, emission, and energy redistribution of existing, weak signatures and bring them above the detection threshold, and (ii) explore entirely new parameter regimes for time-resolved X-ray spectroscopy to generate conceptually new signals. By demonstrating these applications, QuantXS will push ultrafast X-ray sciences to new frontiers in its endeavor to measure the fundamental properties of matter.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznaczujnikiczujniki optyczne
- nauki przyrodniczenauki chemicznechemia fizycznafotochemia
- nauki humanistycznesztukasztuka nowożytna i współczesnafilm
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykafizyka laserów
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykaspektroskopia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
80539 Munchen
Niemcy