Re: Quantum beating

From: Tetis <ljetog_at_yahoo.it>
Date: Tue, 15 Apr 2008 18:42:28 GMT

Il 08 Apr 2008, 13:46, Patrizio <patrizio.pan-2002_at_libero.it> ha scritto:
> On 4 Apr, 20:19, lje..._at_yahoo.it (Tetis) wrote:

> > Fotochimica: un esperimento del 2007, uno dei tanti sulla fotosintesi
> > clorofilliana
> > ha messo in evidenza, mediante spettroscopia elettronica con risoluzione
al
> > femtosecondo che c'� questo effetto: l'assorbimento della luce da parte
> > delle
> > molecole attive avviene con battimenti quantistici (che per altro le
foglie
>
> Se possibile, 'battimenti' (suppongo nel tempo)
> di quale grandezza fisica?

Suppongo che abbiano isolato una parte del sistema fotosintetico,
quindi alcune molecole con centri fotocromatici attivi li abbiano posti
su supporti in camere su cui incidono laser impulsati ultraveloci, al
femtosecondo, variando il chop di questi impulsi dovrebbe essere possibile
accumulare statistica dei fotoni emessi, anche i fotoni emessi devono essere
rivelati con un'ottica estremamente veloce. In base alle equazioni modello
del sistema (che sono equazioni di evoluzione quantistica molto semplificate
risolte numericamente o in alcuni fortunati casi, dopo ulteriori
semplificazioni,
analiticamente, ad esempio assumendo dinamiche di singolo elettrone fra due
o tre livelli) si prevedono degli andamenti del coefficiente di emissione
differenti.
Quello che mi sembra abbiano fatto di nuovo rispetto a questi esperimenti
che
sono quasi standard da qualche anno a questa parte � stato incrociare gli
spettri di emissione con la spettroscopia elettronica olografica. Cio� si
mandano
elettroni diffusi a sondare lo stato della molecola in modo non distruttivo
rispetto
agli stati in evoluzione, questa specie di magia sfrutta un fenomeno
quantistico
estremamente raffinato suggerito da Ahronov e Bohm che permette di rivelare
la fase quantistica di un sistema di correnti senza intervenire (in verit�
intervenendo
molto debolmente) sulla evoluzione delle correnti.


> sfruttano
> > per favorire il trasferimento di carica)
>
> Nella sintesi clorofilliana, come frse saprai,
> non ce' solo la clorofilla come enzima, ce
> n'e' una moltitudine di supporto ad essa,
> principalmente il photosystem I e il II ed altri
> diversi, sempre di supporto essenziale,
> ma da qui ora non ti so dire di piu'.

Si certo esistono catene di enzimi e di "proteine"
che alternano varie funzioni "antenna" centro di
accumulo di carica, centri di sintesi di molecole
energetiche, e varie e molteplici nano-apparati
biomolecolari. Quello a cui l'articolo si riferiva sono
i fotocromi molecole che hanno bande di funzionamento
in range ottico.

> > Le Scienze in un articolo del 2005 parlava di quantum chemistry basata
sulla
> > sovrapposizione di stati in piccole molecole, la sovrapposizione pu�
essere
> > guidata
>
> Hai idea del range di frequenze?


Dunque, anche in quel caso si trattava di femto-lasers infatti questa
chimica prende il nome di laser chemistry. Quindi il range di frequenze
corrisponde allo spettro di questi impulsi molto brevi � uno spettro
piuttosto esteso: con una portante principale che dipende dal chop
ed una banda con larghezza dell'ordine dell'inverso dei femtosecondi.
Quello che conta � che il percorso di reazione pu� essere guidato
adattativamente cio� il laser impara dai risultati a comportarsi in modo
da alterare il rate di transizione. Il punto di vista non � tanto la
dinamica
in frequenza, quanto proprio la dinamica nel tempo (anche se i due punti
di vista si incrociano spesso in modo molto proficui).

> > otticamente, ma vista l'universalit� dell' "equazione dell'iconale
> > quantistica" ( indovinate
> > come si chiama davvero? ) possono essere pensati anche effetti
"elettronici"
> > di risonanza.
>
> Su 'risonanza' vedi anche sotto.
>
> Snip su documenti di Elio.
>
> > P.s.: ho un'altra curiosit� su un altro "strano" fenomeno della dinamica
> > molecolare:
> > "le correlazioni quantistiche a lungo range" in particolare sistemi in
cui
> > si richiedono correzioni
>
> Quanto dici sopra si puo', o metterlo in altre parole,
> o fare qualche esempio pertinente, in modo che
> sia per me intelligibile? (se non si puo', non si puo').

Le molecole alle energie in questione si comportano come
oggetti che possono essere schematizzati con strumenti
semiclassici a partire dall'approssimazione Born-Oppenheimere
e funzionale densit�, ma le molecole emettono fotoni del tutto
quantistici e se ne emettono tanti possono essere valide delle
approssimazioni semiclassiche per cui si comportano come
sorgenti di dipolo. I laser impulsati agiscono sincronicamente
su un certo numero di molecole le quali possono o meno essere
trattate come indipendenti. A me interessa il caso in cui non sia
lecito assumerle indipendenti ed in particolare il caso in cui la
loro evoluzione collettiva non sia schematizzabile senza ricorrere
alla teoria di campo. Mi chiedevo quindi se qualcuno conoscesse
sistemi adattabili al controllo mediante laser impulsati sui quali
le approssimazioni classiche all'interazione mediante interazioni
di dipolo non funzionino e si osservano fenomeni di correlazione
o anticorrelazione analoghi a quelli dell'esperienza di Hanbury Brown
e Twiss, sia sugli stati fotonici, sia, particolarmente, sugli stati
elettronici.


> > quantistiche significative a lungo range rispetto ai metodi tradizionali
> > della
> > resonance theory basati sulle interazioni di multipolo classiche.
Intendo
>
> Questa resonance theory (e' la stessa 'risonanza di
> cui parlavi sopra?) corrisponde al succedaneo che
> usiamo in chimica per mostrare (quando e' il caso)
> la delocalizzazione degli elettroni e per, ad es., far
> intuire che tutti i C e H del benzene (C_6H_6) o che
> tutti gli O dello ione carbonato (CO_3^(2-))
> sono uguali tra loro, rispettivamente, oppure e' tuttaltro?

Ho usato la parola risonanza con varie accezioni. Prima parlavo
della risonanza quantistica fra elettroni delocalizzati pensando
per� a regime dinamico lontano dal fondamentale, avendo presente
che molto raramente si richiede una conoscenza del dettaglio quantistico
nelle situazioni della chimica ordinaria, per cui anche sistemi soggetti
a campi elettromagnetici, e fotochimici possono essere trattati con
la teoria semiclassica della risonanza. Quest'ultima � un'accezione
ulteriore della parola risonanza, risonanza elettromagnetica di dipolo in
un mezzo esteso. Si usa per riprodurre con successo gli spettri fotochimici.
Mi interessano i casi limite, strettamente quantistici, della teoria
semiclassica,
cio� casi in cui un fenomeno critico non pu� essere predetto in
approssimazione
semiclassica ma ha una semplice interpretazione quantistica.

> > sistemi
> > differenti dal catalogo relativo ad "effetto casimir", "Kohn anomalies",
> > "charge transfer".
> > "cold gases" qualcosa che riguardi semplici sistemi molecolari. Per
questo
>
> Per caso c'entra nulla il bullvanene e simili
> http://en.wikipedia.org/wiki/Bullvalene

pu� essere. Quanto meno queste molecole presentano,
da quello che ho capito, sovrapposizioni di stati quantistici.
Quindi pu� darsi che diano evidenza di righe di tunneling
come nell'ammoniaca ad esempio. Essendo sistemi estesi
con molti stati differenti ad energie prossime � plausibile che
mostrino fenomeni di correlazione ed anticorrelazione. I primi
sarebbero riconducibili a statistiche non poissoniane dei fotoni
rapidamente emessi e riassorbiti, i secondi a statistiche non
poissoniane di interferenza dinamica fra diverse configurazioni
elettroniche.
 

> il termine 'fluxional' (non certo una buona scelta)
> vuole indicare che i legami si rompono e si riformano
> in maniera da dare una o piu' strutture diverse che poi,
> con lo stesso meccanismo puo' tornare a quella di
> partenza (ma senza che questa sia preferita),
> oppure i cosiddetti carbocationi non classici
> tipo il norbornile ed altri
> http://en.wikipedia.org/wiki/Non-classical_ion
> (qui considera in particolare le fig. 3.1, 3.2., 3.3
> e 3b)?

Anche questi sistemi mi sembrano buoni canditati, al tipo
di fenomenologia associata con la sovrapposizione controllata
mediante laser, ma un poco meno per quei fenomeni di
correlazione ed anticorrelazione di teoria dei campi, questo
perch� in questo caso le configurazioni hanno una combinatoria
meno ricca.

> > tema allargo
> > l'invito alla partecipazione ai chimici e chimico-fisici o
> > chimico-matematici :-)
> > che partecipano a questo gruppo: Dario, Patrizio, Mario.
>
> Ti ringrazio della fiducia, che pero' credo di
> non meritare in questi argomenti.

Beh, invece mi sembra proprio che avevo riposto bene
la mia speranza, vedi la competenza sistematica � qualcosa
di insostituibile nella ricerca di sistemi che corrispondo a
certe aspettative teoriche, spesso manca ai teorici, ed abbonda
nei laboratori.

> > Grazie infinite.
>
> Dovro' ringraziare io che ho approfittato
> a man bassa, ma sai la curiosita' :-)



> Ciao
> Patrizio
>

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Received on Tue Apr 15 2008 - 20:42:28 CEST

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