Molecular Radiative and Relaxation Processes

分子辐射和弛豫过程

基本信息

  • 批准号:
    1953045
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 53.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2023-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Shaul Mukamel of the University of California, Irvine is supported by an award from the Chemical Theory, Models and Computational Methods program in the Division of Chemistry to study how light and matter interact. Lasers and other light sources are tools with which one can probe, measure, and even control the behavior of molecules. In this project, new ways to interact light with molecules are designed by incorporating the wave properties of light such as phase and polarization. Although the interaction of a single small package (photon) of light with a molecule is quite well understood, multiple photons can be combined into pulses that influence molecules in new ways. These interactions of photons and molecules are best described by quantum mechanics, a the mathematical description of the motion and interaction of subatomic particles, incorporating the concepts of quantization of energy, wave-particle duality, the uncertainty principle, etc. The methods developed in this project will provide new information within this framework. Success in this area could lead to new technologies such as quantum computers. To benchmark the predictions, the project includes extensive collaborations and student exchanges with leading experimental groups all over the world.Professor Mukamel is developing methods to study the response of complex molecules to sequences of ultrafast optical laser pulses that provide a multidimensional view of electronic and vibrational dynamics and correlations. Experimental techniques involving novel pulse sequences are designed. Theoretical and computational tools for their analysis are developed and broadly applied to molecules in the condensed phase. Models and practical computational tools are developed for the interpretation and analysis of these signals. Novel spectroscopic techniques, which make use of the quantum nature of light, photon entanglement and photon coincidence detection are explored. These provide additional tools for probing molecules and chromophore aggregates by providing information that is not accessible by classical light. Detection schemes that combine coincidence measurements of individual entangled photons and interferometry are applied to study the elementary charge and energy migration processes in molecular complexes. Manipulating molecular properties in microcavities (polariton chemistry) and coherent control schemes are employed to optimize and refine nonlinear optical signals.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
加州大学尔湾分校的Shaul Mukamel得到了化学理论,模型和计算方法计划的奖项,以研究光和物质相互作用的方式。激光和其他光源是可以探测,测量甚至控制分子行为的工具。在这个项目中,通过结合诸如相位和偏振的光的波特性来设计与分子相互作用的新方法。尽管单个小包(光子)与分子的相互作用相互了解,但可以将多个光子组合成以新方式影响分子的脉冲。光子和分子的这些相互作用最好通过量子力学来描述,量子力学,亚原子颗粒的运动和相互作用的数学描述,结合了能量量化的概念,波颗粒二元性,不确定性原理等。在此项目中,该项目中开发的方法将在此框架内提供新的信息。在这一领域的成功可能会导致新技术,例如量子计算机。为了基准预测,该项目包括与世界各地领先的实验组的广泛合作和学生交流。ProfessorMukamel正在开发方法来研究复杂分子对超快光学激光脉冲序列的响应,从而提供了电子和振动动力学和振动的多维视图。设计了涉及新脉冲序列的实验技术。 为其分析的理论和计算工具开发并广泛应用于凝结阶段的分子。为这些信号的解释和分析而开发了模型和实用计算工具。探索了新型光谱技术,它利用光,光子纠缠和光子重合检测的量子性质。这些提供了通过提供经典光无法访问的信息来探测分子和发色团骨料的其他工具。将单个纠缠光子和干涉测量结果结合的检测方案应用于分子复合物中的基本电荷和能量迁移过程。采用微腔(Polariton化学)和相干控制方案的分子特性来优化和完善非线性光学信号。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来通过评估来支持的。

项目成果

期刊论文数量(45)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Machine-Learning Protocol for Ultraviolet Protein-Backbone Absorption Spectroscopy under Environmental Fluctuations
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.1c03296
  • 发表时间:
    2021-06-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zhang,Jinxiao;Ye,Sheng;Jiang,Jun
  • 通讯作者:
    Jiang,Jun
Vibrational Hyper-Raman Molecular Spectroscopy with Entangled Photons
纠缠光子振动超拉曼分子光谱
  • DOI:
    10.1021/acsphotonics.1c00777
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Chen, Feng;Mukamel, Shaul
  • 通讯作者:
    Mukamel, Shaul
Hong-Ou-Mandel interferometry and spectroscopy using entangled photons
  • DOI:
    10.1038/s42005-021-00542-2
  • 发表时间:
    2021-03-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Dorfman, Konstantin E.;Asban, Shahaf;Mukamel, Shaul
  • 通讯作者:
    Mukamel, Shaul
A Machine Learning Protocol for Predicting Protein Infrared Spectra
用于预测蛋白质红外光谱的机器学习协议
The Photoionization Time in π-Conjugated Molecular Systems
α-共轭分子系统中的光电离时间
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.0c05369
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Mukherjee, Deep;Mukamel, Shaul;Harbola, Upendra
  • 通讯作者:
    Harbola, Upendra
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