ELFT HÍRADÓ

[Zoltan Mate <mate AT namafia.atomki.hu>]

Az MTA Atommagkutató Intézetének előadótermében
(Debrecen, Bem tér 18/c. 12. ép. III. em.)
2011. december 9-én, PÉNTEKEN 11:00-kor


                      Bene Erika 
                       (Atomki)

1. Analytic study of excited state effects in slightly bent
tetra-atomic Renner-Teller molecules

2. Töltés-kicserélődési folyamatok elméleti vizsgálata ion-molekula
ütközésekben



címmel intézeti habilitációs előadás tart.
Az előadás előtt 10:30-tól tea, vendégeket szívesen látunk.


                                           Máté Zoltán


Kivonat:

1. Analytic study of excited state effects in slightly bent tetra-atomic 
Renner-Teller molecules

 The adiabatic (Born-Oppenheimer) approximation is a cornerstone in the 
analysis of molecular spectra and in molecular structure calculations. 
However, there are many cases when this approximation breaks down. Some 
prominent examples for the violation of the Born-Oppenheimer approximation 
include avoided crossings of potential energy surfaces, conical 
intersections, or the Renner-Teller and Jahn-Teller effects. In 
particular, the Renner-Teller effect appears when the potential energy 
surface of an electronic state, which is spatially degenerate at the 
linear molecular geometry, splits upon bending into two surfaces. At small 
distortions from linearity, the two (nondegenerate) electronic states 
corresponding to these potential surfaces lie close to each other and 
results in strong vibration-electronic coupling. This, in turn, manifests 
itself in a complicated vibrational and rotational structure of the 
corresponding spectra. 

The Renner-Teller effect in triatomic and tetra-atomic molecules have been 
studied extensively in the literature. In one of the interesting research 
directions, the Renner-Teller type molecular ions of the formula (HXXH)+ 
has been treated, and has shown the remarkable property that, when the 
external H atoms are distorted from a linear form but still maintain a 
planar geometry, a pair of conical intersections occurs at such positions 
that the ratios of the distortional coordinates of the two atoms are 
reciprocals of each other in the positions of the two conical 
intersections. We were able to explain this intriguing reciprocity 
relation by analytic perturbational expressions for the energy differences 
of the lowest adjacent electronic states with inclusion of excited state 
effects. Moreover, the theory has been accompained by ab initio 
computational results demonstrating excellently the validity of the 
analytical treatment (J. Chem. Phys. 135, 084101 (2011)).

In the present talk, I start with a brief introduction to the topic of 
electronic intersections in non-adiabatic systems. Next, our recent 
obtained results are highlighted (also emphasising the motivation of the 
study), then the theoretical model will be discussed which has been worked 
out to explain the connection between the Renner-Teller effect and conical 
intersections. For sake of comparison, numerical results will also be 
presented for the symmetrical acetylene cation, and I end with an outlook 
to the generalization of the theory for less symmetrical cases.

 2. Töltés-kicserélődési folyamatok elméleti vizsgálata ion-molekula 
ütközésekben  

A töltés-kicserélődés a kis és közepes energiájú ion-molekula ütközések 
során a gerjesztődés és fragmentáció kísérőjelensége, amely elméletileg, 
molekuláris szinten is jól vizsgálható, értékes információkat nyerve a 
folyamat mechanizmusáról, valamint a lövedékion és targetmolekula 
elektronszerkezetéről. Munkánk során a keV-es ütközési energia tartományban
az egyszeres töltés-kicserélődési folyamatokat tanulmányoztuk 
olyan ion-kétatomos molekulaütközésekben, melyek hozzájárulhatnak például 
a nagyobb biomolekulákban lezajló indirekt sugárkárosodási reakciók 
megértéséhez.
 Elsősorban a töltésátmenet anizotrópiáját vizsgáltuk az ion-molekula 
orientáció változtatásával, részletes vibrációs analízist végeztünk, 
valamint ellenőriztük a rotációs csatolás töltésbefogási folyamatokra 
gyakorolt hatását is (Phys. Rev. A 80, 012711 (2009)).
 Az ütközések dinamikai leírására szemiklasszikus közelítést alkalmaztunk, 
melynek során az ütköző részecskék relatív mozgását egyenes vonalú 
trajektóriák segítségével klasszikusan kezeljük, míg az 
elektronátmeneteket szorosan csatolt molekulaszerkezeti egyenletek írják 
le. A molekuladinamikai számolásokhoz szükséges potenciálisenergia- 
felületeket és az ún. nem-adiabatikus csatolási tagokat ab initio 
kvantumkémiai számolásokból nyertük.
Az előadás során az alkalmazott elméleti módszer és közelítések vázlatos 
áttekintése után a konkrét számolásokból levonható következtetések 
ismertetésére kerül sor.