Časově rozlišená optická spektroskopie chlorofylů

Abstract

This thesis focuses on the spectroscopic study of the chlorophyll a molecule, which plays a key role in capturing light during photosynthetic processes. The first part presents a theoretical framework describing the interaction of an electromag- netic field with a quantum system using time-dependent perturbation theory. This framework is then applied to understand the principles of two-dimensional electronic spectroscopy - a technique that uses the non-collinear interaction of four ultrashort light pulses to gain insight into the ultrafast dynamics of molecular systems. In the experimental part, the chlorophyll a molecule dissolved in a methanol- ethanol solution is examined using absorption spectroscopy and 2D electronic spec- troscopy. The measured spectra are compared with a simulation based on parame- ters obtained by fitting the linear absorption spectrum. The results describe both similarities and differences between the simulation and experiment; the Qx transition was reliably identified in the data. 1

Tato práce se zabývá spektroskopickým studiem molekuly chlorofylu a, která hraje klíčovou roli při zachytávání světla ve fotosyntetických procesech. V první části je představena teoretická metoda popisu interakce elektromagnetického pole s kvantovým systémem pomocí časově závislé poruchové teorie. Tento rámec je ná- sledně použit k pochopení principu dvoudimenzionální elektronické spektroskopie - techniky využívající nekolineární interakci čtyř ultrakrátkých světelných pulsů k získání informací o ultrarychlé dynamice v molekulárních systémech. V experimentální části je pomocí absorpční spektroskopie a 2D elektronické spektroskopie zkoumána molekula chlorofylu a rozpuštěná v metanol-etanolovém roztoku. Měřená spektra jsou porovnána se simulací založenou na parametrech zís- kaných z fitování lineárního absorpčního spektra. Ve výsledcích jsou popsány shody i odlišnosti mezi simulací a experimentem; přechod Qx se podařilo v datech spolehlivě identifikovat. 1