– DYNAMIX

L'objectif de ce projet de recherche est le développement de nouvelles - méthodes de propagation mixtes classiques-quantiques et leur application - à l'étude de la dynamique moléculaire ultra-rapide et des processus de - décohérence, à la fois sur la base de systèmes modèles et en interaction - directe avec des expériences laser femtosecondes. - La dynamique en temps réel de systèmes multidimensionnels complexes - et anharmoniques est l'un des grands défis de la physique contemporaine, - avec des implications dans des domaines larges de la dynamique - réactionnelle en chimie et en biologie. Le développement de lasers - ultra-courts, dans un premier temps dans le domaine femtoseconde et - plus récemment dans le domaine attoseconde, permet de suivre la - dynamique de tels systèmes en temps réel et fournit un grand nombre - d'informations dynamiques détaillées qui jusqu'à présent étaient - inaccessibles. L'interprétation de ces mesures demande des simulations - théoriques détaillées qui dépassent le cadre d'une description statistique - et qui nécessitent un traitement quantique de la dynamique. Malgré le - succès de méthodes numériques performantes et la croissance des - ressources informatiques, il n'est en général pas possible de décrire - complètement la dynamique quantique de systèmes complexes comme - des molécules ou des agrégats incrustés en matrice ou déposés sur des - surfaces, ou des chromophores dans une protéine. La complexité réside - non seulement dans le nombre d'atomes mais aussi dans la diversité des - interactions mises en jeu, les effets d'un environnement et la diversité des - réponses à l'excitation par un champs externe. En conséquence, le - développement de nouvelles méthodes de propagations quantiques à - haute dimensionnalité ou d'approches mixtes classiques-quantiques est - un domaine de recherche actif , avec des implications au delà du domaine - de la physique atomique ou moléculaire. - - Dans ce contexte scientifique, l'objectif du projet proposé est le - développement de nouvelles, et potentiellement plus performantes, - méthodes de propagation mixtes classiques-quantiques. Ces approches - seront appliquées à l'étude de processus de décohérence et à la - modélisation d'expériences laser réalistes résolues en temps. - Parmi le large domaine d'applications de la nouvelle méthodologie, nous - voulons nous concentrer sur le problème de la décohérence pour deux - raisons. Premièrement, ce processus est considéré comme l'un des - principaux obstacles au traitement quantique de l'information, qui repose - généralement sur la manipulation d'états purs. Deuxièmement, de récents - développements dans les techniques de mise en forme des impulsions - laser ont suscité de nombreux efforts visant à utiliser ces impulsions pour - induire des mouvements atomiques prédéfinis. En particulier, avec le - développement récent de techniques de mise en forme d'impulsions dans - le domaine infra-rouge, le contrôle des réactions chimiques sans - excitations électroniques pourrait devenir réalité dans un futur proche. - Néanmoins, dans ce contexte également, la décohérence est - considérée comme l'obstacle majeur à une réalisation expérimentale. - En complément du développement de nouvelles méthodes et de calculs - modèles, des simulations pour des systèmes réels comme des dimères - excités électroniquement dans un environnement de gaz rares ou des - chromophores excités vibrationnellement dans un environnement - biologique seront considérés. Dans ces applications, une attention - spéciale sera portée à des observables qui dépendent directement de - l'évolution temporelle cohérente du système étudié, comme le mouvement - cohérent d'un paquet d'ondes ou des signaux de spectroscopie - multidimensionnelle. Ceci permettra non seulement de comparer - directement aux expériences, et ainsi d'aider à interpréter les signaux - mesurés, mais permettra également de valider les no