Show simple item record

dc.contributor.advisorCamacho, Cristopher
dc.creatorGonzález León, Roberto Andrés
dc.date.accessioned2022-11-24T13:14:19Z
dc.date.available2022-11-24T13:14:19Z
dc.date.issued2022-11
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10669/87740
dc.description.abstractThe photosynthesis is one of the most studied biological processes through history. Its capacity to fix carbon into nutritional molecules is the base of all food chains. Its efficient exploitation of the solar energy inspires application such as solar cells, or synthesis of biologically important compounds. During the first miliseconds of the photosynthesis, sunlight is harvested and transfered to a reaction center, were it powers the conversion of carbon dioxide into carbohydrates and other fuel molecules. The understanding of the dynamics in this process is essential for the design of similar systems. In the last decades, ultrafast multidimensional electronic spectroscopy techniques have revealed the presence of quantum phenomena, such as quantum coherence and transport, during the energy transport in the photosynthesis, which are suggested to contribute to its unusually large efficiency. Although the presence of quantum phenomena in photosynthetic complexes can be probed empirically, its application is limited by the technique difficulty, highly expensive equipment, complex data analysis and its low transferability to in vivo samples. As such, in silico techniques provide a platform to study these phenomena without this experimental limitations. In this work, the study of the presence of quantum coherence and quantum transport in a protein-pigment complex is presented through fully computational methods. First, a methodology is developed and validated for the calculation of highly accurate spectroscopical parameters of the complex. From these, quantum master equations are used to obtain the dynamics of the excitation energy transport, and probe for the quantum effects and its prevalence, in order to elucidate mechanisms and factors that may extend their lifetime.es_ES
dc.description.abstractLa fotosíntesis es uno de los procesos biológicos más ampliamente estudiados en la historia. Su capacidad para fijar carbono en moléculas nutritivas es la base de toda cadena trófica, y su eficiente explotación de la energía solar inspira aplicaciones como las celdas solares o la síntesis de compuestos de importancia biológica. Durante los primeros milisegundos de la fotosíntesis, la luz solar se absorbe y transfiere a un centro de reacción, donde provee de energía a la conversión de dióxido de carbono en carbohidratos y otras moléculas combustibles. La comprensión de las dinámicas energéticas en este procesos es esencial para el diseño de sistemas similares. En las últimas décadas, técnicas de espectroscopía electrónica ultrarápida y multidimensional han revelado la presencia de fenómenos cuánticos, como el transporte y la coherencia cuántica, durante el transporte de energía en la fotosíntesis; estos se sugieren que contribuyen a su eficiencia inusualmente alta. A pesar de que la presencia de fenómenos en complejos fotosintéticos puede ser investigada empíricamente, su aplicación es limitada debido a la dificultad de la técnica, alto precio de los equipos, análisis de datos complejo y poca aplicabilidad en muestras in vivo. En consecuencia, las técnicas in silico proveen una plataforma para el estudio de estos fenómeno sin estas limitaciones experimentales. En este trabajo, se presenta el estudio de la presencia de coherencia y transporte cuánticos en un complejo proteína-pigmento a través de métodos completamente computacionales. Primeramente, se desarrolla y valida una metodología para el cálculo de parámetros espectroscópicos con alta exactitud. A partir de estos, se utilizan ecuaciones cuánticas maestras para obtener las dinámicas de transporte energético, para analizar fenómenos cuánticos y su prevalencia en aras de dilucidar mecanismos y factores que puedan extender su vida media.es_ES
dc.language.isoenges_ES
dc.rightsCC0 1.0 Universal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/*
dc.sourceUniversidad de Costa Rica, San José, Costa Ricaes_ES
dc.subjectTDDFTes_ES
dc.subjectFOTOSÍNTESISes_ES
dc.subjectespectroscopíaes_ES
dc.subjectDinámicas Cuánticases_ES
dc.subjectFITOQUÍMICAes_ES
dc.titleEstudio de Coherencia y Transporte Cuánticos en las Dinámicas Energéticas duranta la Captación de Energía Lumínica en Sistemas Fotosintéticoses_ES
dc.typetesis de maestríaes_ES
dc.description.procedenceUCR::Vicerrectoría de Investigación::Sistema de Estudios de Posgrado::Ciencias Básicas::Maestría Académica en Químicaes_ES
dc.identifier.codproyecto115-B9-461


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

CC0 1.0 Universal
Except where otherwise noted, this item's license is described as CC0 1.0 Universal