Modellierung der Femtosekunden-Spektroskopie nichtadiabatischer Moleküldynamik mit klassischen periodischen Orbits

Seit langem gibt es ein großes Interesse daran, den zeitlichen Ablauf von chemischen Reaktionen zu untersuchen. Ein wichtiges Instrument hierfür ist die Kurzzeitspektroskopie, die in jüngerer Vergangenheit parallel zum rasanten technischen Fortschritt mit immer kürzeren Laserpulsen bis hinein in den Femtosekunden-Bereich einen neuen Boom erlebt hat. Durch die extrem hohe Zeitauflösung ist es heutzutage möglich geworden, die Reaktionsdynamik eines Moleküls quasi in Echtzeit zu verfolgen, weil man durch die Femtosekunden-Pulse die Bewegung der Atomkerne wie mit einer schnellen Kamera beobachten kann. Mit wachsender Anzahl der Experimente gibt es gleichzeitig einen steigenden Bedarf, die Vielzahl der gemessenen und in vielen Aspekten noch unverstandenen Signale auf mikroskopischer Ebene theoretisch zu beschreiben und zu erklären. Besonders interessant dabei ist, dass dies u.a. für komplexe Systeme möglich wird, weil auf den extrem kurzen Zeitskalen auch in sehr großen Molekülen nur einige wenige Freiheitsgrade eine Rolle spielen. Thema dieser Arbeit war die überwiegend klassische Modellierung von nicht-adiabatischer Kurzzeitdynamik in molekularen Quantensystemen, deren Beschreibung über die Born-Oppenheimer-Näherung hinausgeht. Dabei wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit neue Methoden und Rechenverfahren entwickelt, die einerseits eine verbesserte. physikalisch intuitive Anschauung vermitteln und andererseits aufgrund geeigneter Näherungen deutlich Rechenzeit einsparen und dadurch den Zugang zu Modellen größerer Moleküle ermöglichen können. Zunächst wurde die Simulation von zeitaufgelösten Pump-Probe-Spektren mit Hilfe der Franck-Condon-Approximation durchgeführt, bei der die nukleare. Dynamik während des Laserpulses vernachlässigt wird. Diese bekannte Näherung konnte im Rahmen der Arbeit erstmals auf nichtadiabatisch gekoppelte Potentialflächen angewandt werden. Anschließend wurde für das interessierende Quantensystem mit Hilfe des Mapping-Formalismus ein klassisches Analogon eingeführt und dessen Dynamik eingehend studiert. Dies ist deshalb bemerkenswert, weil dadurch erstmals eine Anwendung von klassischen Methoden aus dem Bereich der nichtlinearen Dvnamik auf nichtadiabatische Quantensvsteme möglich wurde. Schließlich konnten klassische periodische Bahnen des Systems identifiziert werden. Dabei handelte es sich im hier betrachteten Fall nichtadiabatisch gekoppelter Potentiale um eine völlig neue Art von vibronischen periodischen Orbits, die sowohl aus einem nuklearen als auch einem elektronischen Freiheitsgrad bestehen. Dadurch konnte in einem nächsten Schritt mit Hilfe einiger weniger Orbits die Kurzzeitdynamik des Systems modelliert werden. Den Schlusspunkt dieser Untersuchungen bildete die klassische Simulation von zeitaufgelösten Pump-Probe-Spektren. Nachdem diese neue Methode mit periodischen Orbits an einem einfachen, stark idealisierten Modell erfolgreich getestet werden konnte, stellte sich jedoch schnell heraus, dass es in mehrdimensionalen Modellen mit einer Torsionsmode zur Beschreibung von Photoisomerisierungs-Prozessen nicht mehr so leicht möglich ist, solche einfachen periodischen Bahnen zu finden, weil die Zeitskalen von nuklearer und elektronischer Bewegung in diesen Systemen sehr unterschiedlich sind. Es ist deshalb in diesem Fall sinnvoll, das Konzept periodischer Orbits dahingehend zu erweitern, die klassische Dynamik in unterschiedliche allgemeine Bewegungstypen einzuteilen, die dann zur Interpretation von quantenmechanischen Ergebnissen herangezogen werden können. Dies stellt eine neue Möglichkeit dar, die komplizierte Wellenpaketdynamik auf physikalisch intuitive Weise zu veranschaulichen. Zusammenfassend kann man sagen, dass diese Arbeit Beiträge für das Verständnis nichtadiabatischer Quantendynamik liefert: Zum einen werden Fragestellungen von prinzipiellem Interesse diskutiert, wie z.B. der klassische Limes von Quantensystemen insbesondere bei chaotischem Verhalten, zum anderen werden durch die Anwendung von Analyseverfahren der klassischen nichtlinearen Dynamik auf vibronisch gekoppelte Molekülmodelle neue Gebiete erschlossen, die ein verbessertes theoretisches Verständnis experimenteller Ergebnisse im Bereich der Kurzzeitspektroskopie ermöglichen

Профессору А. А. Дульзону - 70 лет

31 июля исполнилось 70 лет со дня рождения профессора Томского политехнического университета Альфреда Андреевича Дульзона

Laser Hybrid Butt Welding of Large Thickness Naval Steel

Plates joining is one of the first stage at large vessels manufacturing line, process conditioning the whole shipbuilding production. Laser Arc Hybrid Welding (LAHW) process is nowadays providing promising results for large thickness naval steel, being primarily used for welding plates with thicknesses between 6 to 15 mm, reaching up to 51 mm. In addition to this high penetration ability, LAHW allows increasing the production rates. Therefore, this technology is proposed as an alternative to conventional welding processes in shipbuilding, as it integrates the advantages of laser and arc welding, providing high process stability, high welding speed and penetration, narrow weld beads with a low heat input and good metallurgical properties. The present review reports the most representative investigation regarding the use of this technology to join large thickness flat panels of naval steel. It includes a summary of the most influential process variables, equipment characteristics, material properties, naval regulations, as well as microstructural characterisation and mechanical properties of joints. This review is thought to help readers from different backgrounds, covering from non-expert on welding or on naval sector, to industrial LAHW applicators and researchers. The industrial need of performing one single pass procedure to assure high quality welds of high thickness is suggested as one of the key aspects for future investigations

Эволюция подходов к переводу лексики с национально-культурным и религиозным компонентом в англоязычной культуре

Представлена эволюция подходов к переводу лексики с национально-культурным и религиозным компонентом в англоязычной культуре ХХ в. Результаты сопоставительного анализа четырех переводов романа Ф. М. Достоевского представлено во взаимосвязи с основными постулатами переводческих концепций

Экологическая парадигма

Предлагается один из возможных вариантов решения проблемы экологической парадигмы. С точки зрения автора, экологическая парадигма является специфической формой социальной парадигмы. Она формируется на определенных этапах становления экологического сознания. Процессы глобализации, происходящие в мире, предполагают нравственное наполнение человеческой деятельности особенно в части ее отношения к природе. Философское понимание системы «Природа - Общество» связано с восприятием дихотомичности социального мышления, являющейся основой существования нескольких разновидностей экологической парадигмы. Сложность и противоречивость восприятия экологических проблем, их решение приобретает в современном мире планетарный характер

Бандаж робочого колеса турбінного ступеня

Бандаж робочого колеса турбінного ступеня містить бандажну стрічку з отворами, що відповідають формі шипів робочих лопаток, просунутих в отвори бандажної стрічки, та допоміжне кільце з ущільнювальними гребенями на його зовнішній поверхні, яке надіте на бандажну стрічку. На зовнішній торцевій частині шипів робочих лопаток виконані виступи циліндричної, сферичної або конічної форми. На внутрішній частині допоміжного кільця з ущільнювальними гребенями створені лунки, розміри яких відповідають формі і розмірам зазначених виступів над шипами робочих лопаток

Rolling current collector in direct current machines

The new method of rolling current collector has been developed. Its theoretical research was carried out. The operating model sample of the current collecting device using the rolling contact was made

The Essence of Philosophy

Wilhelm Dilthey (1833-1911), the great German humanist, remained a towering figure in Europe long into the twentieth century. Published in 1954, this translation by Stephen A. Emery and William T. Emery was the first English translation of Dilthey's "Das Wesen der Philosophie" (1907) as well as his first work to be translated completely into English, making Dilthey accessible to scholars of the English-speaking world

Validating Paired-End Read Alignments in Sequence Graphs

Graph based non-linear reference structures such as variation graphs and colored de Bruijn graphs enable incorporation of full genomic diversity within a population. However, transitioning from a simple string-based reference to graphs requires addressing many computational challenges, one of which concerns accurately mapping sequencing read sets to graphs. Paired-end Illumina sequencing is a commonly used sequencing platform in genomics, where the paired-end distance constraints allow disambiguation of repeats. Many recent works have explored provably good index-based and alignment-based strategies for mapping individual reads to graphs. However, validating distance constraints efficiently over graphs is not trivial, and existing sequence to graph mappers rely on heuristics. We introduce a mathematical formulation of the problem, and provide a new algorithm to solve it exactly. We take advantage of the high sparsity of reference graphs, and use sparse matrix-matrix multiplications (SpGEMM) to build an index which can be queried efficiently by a mapping algorithm for validating the distance constraints. Effectiveness of the algorithm is demonstrated using real reference graphs, including a human MHC variation graph, and a pan-genome de-Bruijn graph built using genomes of 20 B. anthracis strains. While the one-time indexing time can vary from a few minutes to a few hours using our algorithm, answering a million distance queries takes less than a second