Elektron-fononová vazba ve finitních systémech s více chromofory

Abstract

Kvantové systémy v prírode interagujú s ostatnými kvantovými systémami a sú príkladmi otvorených kvantových systémov. V tejto práci poskytujeme úvod do teórie otvorených kvantových systémov s dôrazom na dynamiku molekulárnych systémov v proteínovom prostredí. Ďalej sa budeme venovať technikám potrebných na konštrukciu pohybových rovníc pre dynamiku vybraných kvantových systémov s vplyvom lázne, kde pracujeme s konečným počtom stupňov voľnosti. Porovnávame exaktný výpočet dynamiky konečného systému s výsledkami obdržanými pomocou aproximatývnych pohybových rovníc za po- užitia ansatzu pre stupne voľnosti lázne. Tiež preformulujeme exaktné rovnice do časovo nelokálnej riadiacej rovnice pomocou projektívnej tehniky a porovnáme kvalitu výsledkov z tejto riadiacej rovnice. Časový vývoj študovaných systémov je tiež porovnaný s časovým vývojom určeného pomocou Schrödigerovej a Liouville-von Neumannovej rovnice. 1

Quantum systems in nature interact with other quantum systems, and these are examples of open quantum systems. In this work, we provide an introduction to the theory of open quantum system with a particular focus on the dynamics of molecular systems embedded in the protein environment, such as those found in photosynthetic antennas. We devote some time to the techniques of constructing equations of motion for the dynamics of a selected quantum system under the interaction with the bath, where we restrict ourselves to a finite number of degrees of freedom. We compare the exact calculation of the whole finite system with the results of approximate equations derived from an ansatz for the time evolution for the degrees of freedom of the bath part. We also reformulate the exact equations into a time non-local master equation using projection operator techniques, and we study the quality of results obtained with the modified quantum master equation. The time evolution of studied systems is also compared to the time evolution obtained by Schrödiger and Liouville-von Neumann equations. 1