Dynamics and control of open quantum systems : applications to exciton dynamics in quantum dots and vibrational dynamics in carboxyhemoglobin

摘要

Cette thèse présente certains aspects de la dynamique quantique dissipative, en relation avec la possibilité de contrôler la dynamique par des impulsions laser mises en forme. La première partie concerne le transfert de population dans des boîtes quantiques InAs/GaAs. Dans ces systèmes, les conséquences sur la dissipation de l'interaction avec des impulsions sont analysées, en relation avec le transfert de population adiabatique. En particulier, le problème de la création robuste d'excitons ou de biexcitons est adressé par une méthode de la matrice densité non Markovienne, qui a la spécificité de pouvoir décrire les systèmes dissipatifs en interaction avec des champs externes fortes. La dynamique dissipative en interaction avec des champs externes forts peut être interprétée sur la base de transitions dissipatives entre états habillés. De plus, des paramètres laser, qui permettent un transfert de population efficace, sont déterminés. La deuxième partie concerne le transfert de population vers des états vibrationnels élevés du mode d'élongation de CO dans la molécule de carboxyhémoglobine. Sur la base d'un modèle fluctuant, des spectres pompe-sonde sont modélisés par des propagations de paquets d'ondes quantiques. La méthode de contrôle local est appliquée pour déterminer des impulsions laser qui induisent les processus de " vibrational ladder climbing " ou qui mènent à l'excitation de niveaux vibrationnels spécifiques, malgré l'effet des fluctuations induites par l'environnement de la protéine. Ces résultats constituent des références pour des réalisations expérimentales futures