Description du projet
Contrôler le mouvement des particules et des ondes de lumière et de matière
Le monde quantique est un endroit étonnant. Bien que la plupart d’entre nous comprennent la double nature de la lumière en tant que particules (photons) et ondes, l’idée que toute la matière puisse se comporter comme des ondes est un concept intrigant. À l’échelle macroscopique, nous ne remarquons pas vraiment le caractère ondulatoire de la matière car les longueurs d’onde des oscillations sont très grandes. Lorsqu’il s’agit d’électrons ou de noyaux, ce caractère ondulatoire peut être très important, et l’interaction de la lumière et de la matière devient encore plus intéressante. Le mouvement électronique des molécules peut être déclenché par des pulsations lumineuses d’une durée d’une attoseconde qui à leur tour déclenchent un mouvement nucléaire. Le projet SICMA, financé par l’UE, développe un code de simulation quantique pour cette dynamique électron-nucléaire couplée, en vue d’exploiter le contrôle laser des interactions chimiques. L’objectif du projet est d’améliorer le rendement des produits issus de réactions chimiques importants pour de nombreuses applications industrielles et biomédicales.
Objectif
The ability to control the movement of charge is at the heart of chemistry. With the birth of intense, ultrashort attosecond laser pulses, electronic wave packets can be created in molecules which induce nuclear motion. As a result, the observation and control of electron motion at the atomic level is becoming feasible, leading to the field of attochemistry. In this project, we will develop and use theoretical tools to investigate the potential of these modern light sources to probe and direct this charge migration induced molecular dynamics in chemically important polyatomic molecules. These elementary aspects of laser-matter interactions are governed by quantum mechanics and therefore we will solve the time-dependent Schrödinger equation using state-of-the-art quantum dynamics simulations to address the phenomenon. This will lead to a complete understanding of the underlying mechanism behind the coupled electron-nuclear motion and through a detailed comparison with other available semi-classical studies, a clear indication of their success or failure to theoretically describe such processes will be obtained. Following this, laser control schemes will be designed to enhance desired product yields from these chemical reactions. The key issues that we will address are: (i) Laser induced ultrafast charge migration in benzene and substituents, (ii) Charge migration in the photoinduced ring opening of cyclohexadiene to hexatriene, (iii) Coherent control of coupled electron-nuclear dynamics with attosecond laser pulses. Benzene is the building block of polycyclic aromatic hydrocarbons and the cyclohexadiene to hexatriene reaction plays an important role in the biosynthesis of vitamin D3 from its provitamin dehydrocholesterol. Thereby, each of these objectives has potential societal value and will increase the understanding of the molecular basis of these chemical/biological processes.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences physiquesphysique quantique
- sciences naturellessciences chimiqueschimie organiquehydrocarbures
- sciences naturellessciences physiquesoptiquephysique des lasers
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Programme(s)
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WC1E 6BT London
Royaume-Uni