Firmas de la Rotación de Duschinsky en Espectros de Coherencia de Femtosegundos
Autores: Arpin, Paul C.; Popa, Mihail; Turner, Daniel B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Firmas de la Rotación de Duschinsky en Espectros de Coherencia de Femtosegundos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas aplicadas
Palabras clave
Molécula
Modos normales
Matriz de rotación
Estados electrónicos
Cálculos cuántico-químicos
Fase condensada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Los movimientos de los núcleos en una molécula pueden describirse matemáticamente utilizando modos normales de vibración, que forman una base ortonormal completa. Cada modo normal describe un movimiento oscilatorio a una frecuencia determinada por el momento de los núcleos. Cerca del equilibrio, es común aplicar el modelo de oscilador armónico cuántico, cuyas funciones propias implican íntimamente combinatoria. Cada estado electrónico tiene constantes de fuerza distintas; por lo tanto, cada base de modo normal es distinta. Duschinsky propuso una aproximación linealizada a la transformación entre las bases de modo normal de dos estados electrónicos utilizando una matriz de rotación. Los ángulos de rotación se obtienen típicamente mediante cálculos cuántico-químicos o a través de mediciones de espectroscopia en fase gaseosa. Cuantificar los ángulos de rotación en la fase condensada sigue siendo un desafío. Aquí, aplicamos un modelo armónico bidimensional que incluye una rotación de Duschinsky a espectros de coherencia en fase condensada (FCS), que se crean en mediciones de espectroscopia de absorción transitoria a través de la excitación impulsiva de paquetes de ondas vibracionales coherentes. Usando el modelo 2D, simulamos espectros para identificar las firmas de la rotación de Duschinsky. Los resultados sugieren que las multiplicidades y asimetrías de los picos pueden usarse para cuantificar el ángulo de rotación, lo que representa un avance clave en la espectroscopía molecular en fase condensada.
Descripción
Los movimientos de los núcleos en una molécula pueden describirse matemáticamente utilizando modos normales de vibración, que forman una base ortonormal completa. Cada modo normal describe un movimiento oscilatorio a una frecuencia determinada por el momento de los núcleos. Cerca del equilibrio, es común aplicar el modelo de oscilador armónico cuántico, cuyas funciones propias implican íntimamente combinatoria. Cada estado electrónico tiene constantes de fuerza distintas; por lo tanto, cada base de modo normal es distinta. Duschinsky propuso una aproximación linealizada a la transformación entre las bases de modo normal de dos estados electrónicos utilizando una matriz de rotación. Los ángulos de rotación se obtienen típicamente mediante cálculos cuántico-químicos o a través de mediciones de espectroscopia en fase gaseosa. Cuantificar los ángulos de rotación en la fase condensada sigue siendo un desafío. Aquí, aplicamos un modelo armónico bidimensional que incluye una rotación de Duschinsky a espectros de coherencia en fase condensada (FCS), que se crean en mediciones de espectroscopia de absorción transitoria a través de la excitación impulsiva de paquetes de ondas vibracionales coherentes. Usando el modelo 2D, simulamos espectros para identificar las firmas de la rotación de Duschinsky. Los resultados sugieren que las multiplicidades y asimetrías de los picos pueden usarse para cuantificar el ángulo de rotación, lo que representa un avance clave en la espectroscopía molecular en fase condensada.