Modélisation de la dynamique d’agrégats quantiques :
Des exemples de telles études sont la nucléation d’agrégats de néon et la photodissociation du monoxyde d’azote en matrice de néon. Une nouvelle méthode de dynamique quantique a récemment été développée, elle est basée sur une approche multi-configurationnelle utilisant des paquets d’onde gaussiens, prenant en compte les propriétés bosoniques ou fermioniques de l’échange des particules.
Les nano-gouttes d’hélium sont aussi le sujet d’études récentes. Une d’entre elles porte sur la description par la fonctionnelle de la densité des atomes d’hélium (He-DFT) pour interpréter les résultats expérimentaux sur la solvatation de Ca* en présence d’argon dans une no-goutte d’hélium superfluide. Une autre porte sur la photodissociation d’un atome alcalin depuis la surface d’une nano-goutte d’hélium.
Simulation par la DFT-hélium de la solvatation par une nanogoutte d’hélium (bleu turquoise) de taille croissante d’un complexe constitué d’un atome de calcium (jaune) et de 4 atomes d’argon (bleu foncé).
Simulation réalisée par Alberto Hernando De Castro
Structures de l’eau en phase condensée :
Ce nouveau sujet a démarré pour étudier l’influence de ce solvant omniprésent qu’est l’eau et qui induit des propriétés remarquables sur la photophysique et photochimie de molécules solvatées. La remarquable structure clathrate est étudiée par comparaison avec d’autres structures de glaces et avec l’eau, pour ce qui concerne son effet sur la photodissociation de di-halogènes.
Dynamique quantique dissipative et contrôle :
Ce domaine inclut plusieurs lignes de recherche, en relations étroites avec les expériences. Un modèle atomistique permettant de traiter l’influence des fluctuations d’une protéine sur l’excitation en échelle vibrationnelle d’une carboxy-hémoglobine a été développé et combiné avec une théorie de contrôle. Les résultats sont très prometteurs dans le cadre de futures expériences visant à la détermination précise des interactions protéines-ligands.
Les modèles théoriques des systèmes de systèmes quantiques dissipatifs contrôlés par des pulses laser intenses sont au cœur des études sur les réactions d’isomérisation en solution. Ces modèles ont aussi été appliqués avec succès pour modéliser des expériences utilisant des champs laser picoseconde intenses pour engendrer des excitons sur des structures semi-conductrices nanométriques. Ces techniques pourrait ouvrir la voie à la manipulation optique de systèmes quantiques à base de semiconducteurs avec une forte réduction de la décohérence.
Une autre ligne de recherche dans le domaine de la dynamique quantique dissipative est la physisorption et la chimisorption de l’hydrogène sur le graphite et le graphène. De tels processus sont importants comme possibles précurseurs dans la formation de l’hydrogène moléculaire à partir d’atomes sur les grains interstellaires. Ils jouent aussi un rôle important dans la formation du graphane, la forme hydrogénée du graphène, qui en diffère par ses propriétés électroniques. Ces processus sont étudiés avec des méthodes de propagation de paquets d’onde ou de matrices densité réduites.
Émission électronique par effet de champ :
L’émission électronique est un processus courant dans les dispositifs haute tension et qui consiste en l’émission d’électrons depuis une surface métallique soumise à des champs électriques intenses. Ce travail vise à comprendre comment les détails de la surface influencent ses propriétés d’émission.
Optique quantique et information quantique :
Dans ce domaine, les différentes lignes de recherches et les principaux résultats sont :
l’étude de la phase de Pancharatnam pour different q-bits (atomes à deux niveaux, boites de Cooper, ions piégés) interagissant avec des photons et la démonstration de leur extrême sensibilité au flux radiatif.
l’étude des effets transitoires dans un MAZER et la démonstration d‘effets opto-mécaniques sur les transitions optiques adiabatiques
l’étude des modifications temporelles et spectrales d’un paquet d’onde à un photon interagissant avec deux atomes séparés dans un guide d’ondes et la détermination de l’effet des photons réels et virtuels sur l’atome et la dynamique du champ.
l’interaction entre un pulse arbitraire quantifié et multi-modes et un système atomique. Développement d’une nouvelle méthode théorique pour la détermination de la dynamique et des effets transitoires.