Ultrafast processes in n2 photoionizationImplementacion of the xchem code

Résumé

Este proyecto investiga desde punto de vista teórico y computacional la foto ionización (disociativa y no disociativa) ultra rápida de la molécula de Nitrógeno. Para simularla, presentamos la implementación del método XCHEM : un conjunto de herramientas que permite estudiar la foto ionización de sistemas complejos teniendo en cuenta correlación electrónica. En concreto, nos centramos en la descripción de estados que experimentan autoionización: estados casi ligados acoplados con estados del continuo. Dado que estos estados están inmersos en el continuo, acaban decayendo a estados del catión. Como primer sistema, hemos estudiado la molécula de Hidrógeno lo que nos ha permitido com- parar con resultados obtenidos con otros métodos. Posteriormente hemos estudiado la foto ionización de la molécula de Nitrógeno entre el primer y el tercer umbral de ion- ización. Eso constituye un paso importante, ya que establece la capacidad del método XCHEM para describir sistemas complejos en moléculas poli-electrónicas. Desde el punto de vista matemático el método XCHEM esta basado en una expansión “close coupling”, de la función de onda electrónica, que esta ajustada para describir el comportamiento asintótico observado en un potencial culombiano. Los estados del continuo (iónicos) se expanden en un nuevo conjunto de funciones de base que incluye una mezcla de funciones gausianas y B-Splines (GABS). Por otra parte, los estados ligados (neutros y catiónicos) se calculan con programas modificadas de estructura electrónica (QCP). Como parte del desarrollo de este método, en este trabajo se han programado una serie de programas originales que, en combinación con QCPs modificados y rediseñados al efecto, permiten construir un interfaz entre estados ligados y estados del continuo. La foto ionización disociativa de la molécula de Nitrógeno se ha estudiado en colaboración con un grupo experimental. En el experimento, se empleó un pulso XUV de attosegundo para ionizar la molécula de Nitrógeno y la dinámica del proceso de disociación, provocada por este pulso, se siguió con un pulso IR de femtosegundos a través de un esquema bombeo-sonda. Se midió la dependencia de la energı́a cinética de los fragmentos molecular con el retraso entro los dos pulsos, dando lugar a un patrón de interferencia. En esta tesis, describimos este experimento usando un modelo teórico (que incluye cientos de superficies de energı́a potencial con sus correspondientes acoplamientos no adiabáticos) que es capaz de reproducir los resultados experimentales. Además, profundizando en el modelo hemos sido capaces de entender la naturaleza del patrón de interferencia.