基于第一原理研究超冷极性分子在光场中的性质与操控

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基本信息

  • 批准号：
    11004125
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    杨勇刚
  • 依托单位：
    山西大学
  • 学科分类：
    A2106.外场中的原子分子性质及其调控
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

超冷分子体系最近受到很多实验和理论工作者的关注，因其具有丰富的振转动能级结构以及固有电偶极矩而容易通过多频段的外场进行各种调控。实验上通过光缔合然后分子自发辐射或受激拉曼过程可以得到处于最低电子态的超冷极性分子，但通常所制备的极性分子处于高振动激发态，本项目将通过高精度数值模拟提供高效制备基态超冷极性分子进而控制其量子演化的最优化方案，为实验提供直接可调节的参数以大大节省试验成本并提高实验效率。本项目首先用第一原理精确计算碱金属极性分子的势能和偶极矩曲线，相比于已有早期计算结果，本项目将大幅提高计算精度并将误差控制在百分之一以内。在此基础上用离散表象精确计算能谱和振转动波函数，得到可以直接和实验相互验证的从微波到可见光范围的吸收光谱，并计算实验可操控的外场下分子的极化率。最后运用量子控制的方法计算提高超冷极性分子基态产率的可行方案并优化，为实验提供可操作方案以加速实验进程。

结项摘要

本项目结合高精度第一原理计算与离散变量表象振转分析方法研究了超冷极性分子的性质与操控，取得了一些比较好的结果，解释了相关实验并为后续研究工作提供了很好的参考。超冷分子体系是当前很多实验和理论工作者的热点研究问题，因其具有丰富的振转动能级结构以及固有电偶极矩而容易通过多频段的外场进行各种调控，从而具有很广泛的应用价值。但是对于绝大多数可能的应用，都必须首先制备高密度单一量子态的超冷分子，以RbCs分子为例，制备高密度最低电子态上的振转基态的RbCs分子是当前的研究重点，也是很多后续应用的基本出发点，精确的理论计算分析将为实现该目标提供非常有帮助的指导。在本项目之前已有很多理论计算的超冷分子势能曲线的数据，但是精确度无法达到高精度超冷分子实验的水平，因而我们采用了目前计算能量非常精确的耦合簇方法，结合一组很大的全电子基组，计算的结果大大提高了RbCs分子势能曲线的精确度。进一步我们在离散变量表象下精确计算了RbCs分子不同电子态上的振转能级和波函数，在此基础上计算了光场下不同振转能级之间的跃迁速率。结合不同能级之间的跃迁速率就可以计算通过两束光先将孤立的原子对缔合到某个激发态的振转态上然后再转移到最低电子态的振转基态上的概率大小，通过比较上述经过各种不同的中间态缔合分子并转移到基态的总概率的大小，我们优化并得到了制备最低电子态上的振转基态上的RbCs分子的最佳方案，为后续实验提供了很好的参考。.综上所述我们在过去三年内完成了项目相关的研究内容，达到了预期的目标。在过去三年内共发表标注项目基金号的SCI论文11篇，其中以项目负责人作为第一或者通讯作者的文章共6篇，并将于2014年由World Scientific出版社出版标注项目基金号的专著章节一章。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
H/D isotope effects on the geometry and infrared spectrum of the protonated ammonia dimer
H/D同位素对质子化氨二聚体的几何结构和红外光谱的影响
  • DOI：
    10.1016/j.cplett.2011.01.076
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Yang; Yonggang;Kuehn; Oliver
  • 通讯作者：
    Oliver
Rovibrational Dynamics of RbCs on its Lowest (1,3)Sigma(+) Potential Curves Calculated by Coupled Cluster Method with All-Electron Basis Set
全电子基集耦合簇法计算 RbCs 最低 (1,3)Sigma( ) 势曲线上的旋转振动动力学
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry A
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Yang; Yonggang;Liu; Xiaomeng;Zhao; Yanting;Xiao; Liantuan;Jia; Suotang
  • 通讯作者：
    Suotang
A Full Dimensional Investigation of Infrared Spectroscopy of RbCs Dimer Using the Multi-configuration Time-dependent Hartree Method
使用多配置时间依赖性 Hartree 方法对 RbCs 二聚体红外光谱进行全维研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Chemical Physics
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Wang; Huihui;Yang; Yonggang;Xiao; Liantuan;Jia; Suotang
  • 通讯作者：
    Suotang
Line Shape Analysis of Ultracold Heteronuclear Molecular Photoassociation Spectroscopy by Resonance-Enhanced Two-Photon Ionization
共振增强双光子电离超冷异核分子光缔合光谱线形分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of the Physical Society of Japan
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Yuan; Jinpeng;Ji; Zhonghua;Zhao; Yanting;Yang; Yan;Yang; Yonggang;Xiao; Liantuan;Jia; Suotang
  • 通讯作者：
    Suotang
Path Integral Approach to the Calculation of Reaction Rates for a Reaction Coordinate Coupled to a Dual Harmonic Bath
计算耦合到双谐波浴的反应坐标的反应速率的路径积分方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    International Journal of Quantum Chemistry
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Yang; Yonggang;Kuehn; Oliver
  • 通讯作者：
    Oliver

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其他文献

对乙基苯酚的单色共振双光子电离光谱
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    量子光学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张庆;李鑫;赵岩;杨勇刚;李昌勇;贾锁堂
  • 通讯作者：
    贾锁堂
A molecular-logic gate for COX-2 and NAT based on conformational and structural changes: visualizing the progression of liver disease
基于构象和结构变化的 COX-2 和 NAT 分子逻辑门：肝病进展可视化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Chemical Science
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    陈粤华;王玉柱;杨勇刚;李玉焕;王亚甫;王歌;Tony D. James;轩小朋;仉华;刘玉芳
  • 通讯作者：
    刘玉芳
对乙基苯酚的单色共振双光子电离光谱
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    量子光学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张庆;李鑫;赵岩;杨勇刚;李昌勇;贾锁堂
  • 通讯作者：
    贾锁堂
邻羟基苯腈的双色共振增强多光子电离光谱及Franck-Condon模拟
  • DOI：
    10.7498/aps.71.20211659
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李娜;李淑贤;王林;王慧慧;杨勇刚;赵建明;李昌勇
  • 通讯作者：
    李昌勇
Dual-factor Synergistically Activated ESIPT-based Probe Differential Fluorescence Signals to Simultaneously Detect α‑Naphthyl Acetate and Acid α‑Naphthyl Acetate Esterase
双因素协同激活的基于 ESIPT 的探针差分荧光信号可同时检测α-萘基乙酸酯和酸性α-萘基乙酸酯酶
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Analytical Chemistry
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    王魁;冯北斗;杨勇刚;陈粤华;王玉柱;王亚甫;杨林;蒋凯;Tony D. James;仉华
  • 通讯作者：
    仉华

其他文献

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杨勇刚的其他基金

飞秒激光调控阿秒电荷迁移的机理研究及其在卤代乙炔中的应用
  • 批准号：
    12374267
  • 批准年份：
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  • 资助金额：
    50 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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