Theoretical reaction and relaxation dynamics in superfluid helium nanodroplets
- Autores: Miquel Blancafort Jorquera
- Directores de la Tesis: Miguel González Pérez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Paniagua Caparrós (presid.), José María Lucas Alcorta (secret.), Jordi Boronat Medico (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Teórica y Modelización Computacional/Theoretical Chemistry and Computational Modelling por la Universidad Autónoma de Madrid; la Universidad Complutense de Madrid; la Universidad de Barcelona; la Universidad de Cantabria; la Universidad de Extremadura; la Universidad de las Illes Balears; la Universidad de Murcia; la Universidad de Oviedo; la Universidad de Sevilla; la Universidad de Vigo; la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea; la Universidad Jaume I de Castellón y la Universitat de València (Estudi General)
- Materias:
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- Resumen
Dinámica teórica de reacciones y relajaciones en nanogotas de helio superfluido Las nanogotas de helio superfluido (HeNDs) son matrices inertes y nanoreactores ideales a baja temperatura (0.37 K). Esto ha atraído a los químicos pues posibilitan realizar espectroscopia de alta resolución, así como estudiar de la reactividad y síntesis en condiciones especiales. La dinámica teórica de procesos en HeND ha sido posible tan sólo hace cinco años y, a pesar de su interés, todavía hay muy pocos estudios. Esta tesis pretende contribuir a la investigación en esta área.
El Capítulo 1 describe las propiedades del helio, la superfluidez y las propiedades y aplicaciones de las HeNDs.
La teoría del funcional de la densidad (DFT) y su extensión dependiente del tiempo (TDDFT), los principales funcionales para HeNDs y los métodos numéricos se presentan en el Capítulo 2.
Los siguientes capítulos contienen los estudios originales de esta tesis. En el Capítulo 3 se investiga la captura de Ne en una HeND donde el átomo se trata clásicamente. El mecanismo microscópico, intercambios de energía y momento angular y formación de vórtices se han analizado ampliamente. Este es el primer análisis detallado de la influencia del momento angular en la captura y la formación de vórtices.
El Capítulo 4 describe la formación de Ne2/Ne-Ne en HeND tratando ambos átomos clásicamente. El mecanismo, intercambios de energía y momento angular y formación de vórtices también se han estudiado. Los Capítulos 3 y 4 complementan y amplían dos investigaciones de nuestro grupo donde los átomos se trataron cuánticamente con momento angular cero.
En los dos capítulos siguientes se estudian las relajaciones rotacional y vibracional utilizando enfoques cuánticos híbridos. El Capítulo 5 corresponde al primer estudio teórico de la relajación rotacional de moléculas en HeNDs, y se han considerado varios isótopos de H2, excitaciones iniciales y tamaños de nanogota.
El Capítulo 6 detalla la influencia de la separación energética, interacción molécula-helio y tamaño de nanogota en la relajación vibracional en HeND, habiéndose tomado como referencia el sistema I2@(4He)100. Es la primera vez que se examina el efecto de estas propiedades clave en la dinámica.
Los Capítulos 7 y 8 presentan las principales conclusiones y un resumen en catalán, respectivamente.
