弱耦合激子复合物中的退相干

On the theory of excitonic delocalization for robust vibronic dynamics in LH2

Nonlinear spectroscopy has revealed long-lasting oscillations in the optical response of a variety of photosynthetic complexes. Different theoretical models which involve the coherent coupling of electronic (excitonic) or electronic-vibrational (vibronic) degrees of freedom have been put forward to explain these observations. The ensuing debate concerning the relevance of either one or the other mechanism may have obscured their potential synergy. To illustrate this synergy, we quantify how the excitonic delocalization in the LH2 unit of Rhodopseudomonas Acidophila purple bacterium, leads to c…

细菌叶绿素激子耦合的基准计算

Benchmarking calculations of excitonic couplings between bacteriochlorophylls

叶绿素分子间的激子耦合对于模拟光合复合体中的能量传递是必要的。许多计算耦合的技术都在使用中，从简单（但不准确）的点偶极近似到完全量子化学方法。我们比较了几个近似值，以确定其适用范围，注意到实验不确定性的传播对可实现的精度构成了根本限制。特别是，在晶体坐标的不确定性产生的不确定性约20%的计算耦合。由于量子化学修正在大多数生物学相关的情况下小于20%，因此它们相当大的计算成本很少是合理的。因此，我们建议在整个分子分离和取向范围内使用静电TrEsp方法，因为它的成本最低，并且通常与量子化学计算一致，优于几何不确定性。我们还警告在计算耦合之前不要计算优化晶体结构，因为它可能导致大的，不可控制的错误。了解不可避免的不确定性可以防止追求不切实际的精确度;同时，详细的基准可以使重要的定性问题-不依赖于模拟参数的精确值-得到解决，对结论有更大的信心。

室温下振动共振促进捕光蛋白的激发态相干性

Vibronic resonances facilitate excited state coherence in light harvesting proteins at room temperature

直到最近，人们才相信光合作用是地球上生命的基本过程，可以用半经典模型完全理解。然而，令人困惑的量子现象已被观察到在几个光合色素蛋白质复合物，提示这些影响的性质和作用的问题。最近的注意力集中在与激子能量分裂共振或准共振并与这些激子态强耦合的离散振动模式上。在这里，我们明确地确定激发态相干叠加在光合捕光复合物使用一种新的实验方法。在激发态寿命的时间尺度上的退相干允许观察到信号强度上的低能量（56 cm-1）振荡。结合一个适当的模型，这些振荡提供了明确和直接的实验证据，观察到的持续相干性需要强的振动混合之间的激发态。

模拟复杂碰撞中双缝实验的量子经典跃迁：量子多体系统中的动力学退相干

Quantum-classical transition for an analog of double-slit experiment in complex collisions: Dynamical decoherence in quantum many-body systems

我们研究了双分子化学反应中顺时针和逆时针旋转的具有重叠共振的中间体复合物的相干叠加。这种复合物的衰变代表了著名的双缝实验的模拟。的干涉条纹消失的时间估计从启发式参数相关的指纹的混沌动力学的经典对应的相干旋转复杂。H+D $_2$化学反应的数值证实了这一估计的有效性。因此，我们证明了在没有外部噪声和耦合到环境中的高度激发的量子多体系统的时间行为的量子-经典转变。

非平衡动力学：荧光蛋白二聚体中时间依赖性激子耦合

Non-Equilibrium Dynamics of the Time-Dependent Excitonic Coupling in Fluorescent Protein Dimers

研究通过量子-经典混合方法量化荧光蛋白二聚体中的激子耦合，发现近场多极效应在27.6Å距离下起关键作用，且时间尺度分离缓解了实验与生物环境之间的理论矛盾。

光合膜中扩展域量子离域的光学特征

Optical signatures of quantum delocalization over extended domains in photosynthetic membranes

相干动力学和激子离域在光合膜中的几个捕光结构的前景是相当大的兴趣，但具有挑战性的实验探索。在这里，我们从理论上证明，激子离域跨扩展域涉及几个捕光复合物可以导致明确的签名的光学响应，特别是线性吸收光谱。我们的特点，在实验建立的条件下的分子组装和蛋白质诱导的不均匀性，在这些阵列中的偏振和非偏振激发的光吸收，并证明它可以作为一种诊断工具，以确定等能量的光捕获结构之间的相干耦合。这些耦合的知识将进一步深入了解传递的动力学性质，例如促进准确确定福斯特速率。

核量子效应减缓生物光捕获复合体中的能量转移

Nuclear quantum effects slow down the energy transfer in biological light-harvesting complexes

本文通过变分极化子变换方法研究核量子效应对生物光捕获复合体能量转移的影响，发现高频振动在量子处理中会减缓能量转移，并定量比较了三种典型复合体的转移速率差异。

电压驱动等离激元腔中的退相干调谐

Decoherence Tuning in Voltage-Driven Plasmonic Cavities

本研究提出电压作为关键控制参数，在STM-BJ中实现电可调的单分子等离激元腔，通过抑制损耗并保持模式约束，为强耦合下的量子控制开辟新途径。

光合复合物二维光谱中振动和基态振动相干性的增强

Enhancement of Vibronic and Ground-State Vibrational Coherences in 2D Spectra of Photosynthetic Complexes

应用振动激子模型来研究由于电子和核自由度的混合而增强相干振荡的机制，最近提出该机制是FMO络合物的2D光谱中的长寿命振荡的起源[Christensson et al. J. Phys. Chem. B 116（2012）7449]。我们减少了一个模型BChl二聚体的问题，以阐明共振耦合，网站能量，核模式和能量无序的振动激子和基态振动相干增强的作用，并确定制度，这种增强是显着的。对于一个异二聚体代表的两个耦合BChls 3和4的FMO复合物，振动激子和振动相干的初始振幅分别增强了高达15和5倍，相比，在孤立的单体中的振动相干。当电子能隙和振动模式的频率之间存在共振时，出现这种最大初始振幅增强。对于这两种机制，这种增强的带宽约为100 cm-1。电子和振动自由度的激子混合导致相对于振动相干性的额外退相。我们通过求解马尔可夫近似下的量子主方程来评估退相动力学，并观察到模式频率对寿命增强的强烈依赖性。长寿命的电子振动激子相干被发现仅当模式的频率是在附近的电子共振产生。虽然与基态振动相干态相比，振动激子相干态具有更大的初始振幅，但我们得出结论，对于本模型，这两种类型在长时间内具有相似的振幅。讨论了在分子聚集体的一般情况下区分电子振动激子和基态振动相干的能力。