Teoría y simulación del control de la dinámica vibracional de moléculas sencillas mediante pulsos láser intensos

Resumen

En esta Tesis hemos mostrado teóricamente y mediante simulación numérica la posibilidad de controlar la dinámica molecular en diversas situaciones. Los sistemas físicos elegidos como ejemplos consideran moléculas sencillas, modeladas a partir de potenciales con una sola coordenada vibracional y en ausencia de rotación. Sin embargo se desarrolla a los largo de la memoria un gradiente de complejidad, que parte del potencial Morse representando una molécula aislada, hasta considerar los efectos de un entorno hostil o utilizar potenciales abinito de varios estados electrónicos acoplados. Con respecto a las soluciones planteadas, el espectro que se abarca es muy amplio, de forma que consideramos tanto el uso de pusos que operan en el infrarrojo como en el visible-ultravioleta, y mecanismos físicos basados en esquemas impulsivos o en esquemas adiabáticos. La metodología empleada es igualmente diversa, destacando el uso de herramientas numéricas, como los algoritmos de control óptimo o de control local; herramientas analíticas, como la representación de estados vestidos y de potenciales inducidos por la luz y finalmente el desarrollo de modelos analíticos o semianalíticos sencillos. El uso de todo esta panoplia de herramientas teóricas seha empleado para resolver los siguientes problemas: El control de los procesos multifotónicos en el infrarrojo, conducentes a la selección de estados vibracionales altamente excitados o la fotodisociación; el control de una reacción de isomerización mediante pulsos en el infrarrojo, en presencia de perturbaciones; el control de la transferencia adiabática de población entre estados vibraciones, mediante Raman coherente estimulado; y finalmente, el control de la transferencia adiabática y selectiva de población entre estados electrónicos, mediante absorción de dos fotones en el ultravioleta o visible. En cada uno de los problemas hemos intentado generalizar las soluciones concretas para plantear un mecanismo o esquema de validez más general. La propuesta y valoración los diferentes esquemas, además del empleo de una determinada metodología, son las aportaciones principales de la Tesis presente