Koza Adam
Zakład Chemii Teoretycznej i Strukturalnej
Pracownia Chemii Kwantowej
Perspektywy efektywnego chłodzenia kolizyjnego cząsteczek wieloatomowych
Adam Koza
Promotor: dr hab. Michał Tomza (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego)
Ostatnie kilkadziesiąt lat to czas intensywnego rozwoju chemii i fizyki ultrazimnej materii zarówno w zakresie opisu teoretycznego jak i metod doświadczalnych [1]. Aktualnie istotnym wyzwaniem stało się znalezienie efektywnych metod chłodzenia cząsteczek wieloatomowych [2]. Jedną z możliwości jest współchłodzenie, oparte na chłodzeniu układu wstępnie schłodzonego przez inny ultrazimny gaz atomowy. Nieocenioną pomocą w tym zakresie jest możliwie dokładny opis kwantowochemiczny rozważanych układów molekularnych, w tym oddziaływań międzymolekularnych. W niniejszym projekcie magisterskim rozważono system składający się z cząsteczki formaldehydu oddziałującego z wybranymi atomami metali grup 1 i 2 układu okresowego. Szczególna uwaga została skierowana na system H2CO-Rb. W pracy dokonano obliczeń struktury elektronowej wspomnianych układów metodą sprzężonych klasterów w wariancie CCSD(T) [3]. Obliczenia wykonano w ramach przybliżenia Borna-Oppenheimera. Porównano rezultaty otrzymane z użyciem różnych baz funkcyjnych. Do ostatecznych obliczeń użyto bazy aug-cc-pwC5Z-PP w przypadku metali oraz aug-cc-PV5Z dla atomów H, C i O. W przypadku atomów od K do Ba, elektrony rdzenia zostały zastąpione pseudopotencjałami [4]. Na podstawie uzyskanych wyników otrzymano krzywe oddziaływania dla różnych geometrii, a w przypadku rubidu także jeden z przekrojów hiperpowierzchnii energii potencjalnej. Projekt jest wciąż w trakcie realizacji, kolejnym etapem będzie zbadanie reaktywności pomiędzy cząsteczką H2CO i atomami metali w stanie podstawowym i wzbudzonym w celu wskazania układu jak najbardziej obiecującego do doświadczalnej realizacji w Instytucie Maxa Plancka w Garching.
Literatura:
[1] Carr, L. D., DeMille, D., Krems, R. V., & Ye, J. (2009). Cold and ultracold molecules: science, technology and applications. New Journal of Physics, 11(5), 055049.
[2] Prehn, A., Ibrügger, M., Glöckner, R., Rempe, G., & Zeppenfeld, M. (2016). Optoelectrical cooling of polar molecules to submillikelvin temperatures. Physical review letters, 116(6), 063005.
[3] Bartlett, Rodney J., and Monika Musiał. „Coupled-cluster theory in quantum chemistry.” Reviews of Modern Physics 79.1 (2007): 291.
[4] Lim, I. S., Schwerdtfeger, P., Metz, B., & Stoll, H. (2005). All-electron and relativistic pseudopotential studies for the group 1 element polarizabilities from K to element 119. The Journal of chemical physics, 122(10), 104103.