Die NMR-Spektroskopie gewinnt in der modernen Forschung stetig mehr an Bedeutung, z.B. bei der Strukturaufklärung biologischer Makromoleküle. Hierbei ist es von großer Wichtigkeit, möglichst optimale Pulsexperimente zu verwenden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Steuerungstheorie auf die quantenmechanische Beschreibung der NMR-Spektroskopie übertragen und in dem numerischen Optimierungsprogramm OCTANE zur automatisierten Erzeugung optimaler Pulsexperimente unter Einschluß von Störeffekten (Relaxation, Radiofrequenz- und Resonanz-Offsets) umgesetzt. Das Optimierungsprogramm wurde zur Erzeugung optimaler NMR-Experimente für verschiedene Kohärenztransfers herangezogen (Time Optimal Pulses (TOP), Relaxation Optimized Pulse Elements (ROPE), Broadband Excitation By Optimized Pulses (BEBOP)). Darüber hinaus wurden NMR-Experimente an realen Spinsystemen durchgeführt, deren Optimalität durch analytische Betrachtungen der geometrischen Steuerungstheorie gezeigt werden konnte (Transfer von -1- Quantenkohärenz in IS-Spinsystemen, SWAP(1,3)-Gatter, effektive Soliton-Operatoren in 5-Spinketten).     «

Die NMR-Spektroskopie gewinnt in der modernen Forschung stetig mehr an Bedeutung, z.B. bei der Strukturaufklärung biologischer Makromoleküle. Hierbei ist es von großer Wichtigkeit, möglichst optimale Pulsexperimente zu verwenden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Steuerungstheorie auf die quantenmechanische Beschreibung der NMR-Spektroskopie übertragen und in dem numerischen Optimierungsprogramm OCTANE zur automatisierten Erzeugung optimaler Pulsexperimente unter Einschluß von Störeffekten (Rela...     »

NMR spectroscopy is becoming more and more important in modern research, e.g. in the field of structure determination of biological macromolecules. In this context the use of optimal pulse experiments is of utmost importance. In the context of this thesis optimum control theory has been adapted to the quantum mechanical description of NMR spectroscopy. Based on this formalism the software library OCTANE has been developed, which enables the automatic generation of optimal pulse experiments under inclusion of the most important interference effects (spin relaxation, RF- and B1-inhomogeneity). Using this numerical library optimal NMR-experiments for different coherence transfer steps have been devised (Time Optimal Pulses (TOP), Relaxation Optimized Pulse Elements (ROPE), Broadband Excitation By Optimized Pulses (BEBOP)). Furthermore NMR experiments based on geometric optimum control theory have been experimentally characterized (Transfer of -1-quantum coherence in IS-spin systems, a SWAP(1,3)-gate, effective soliton operators in 5-spin chains).     «

NMR spectroscopy is becoming more and more important in modern research, e.g. in the field of structure determination of biological macromolecules. In this context the use of optimal pulse experiments is of utmost importance. In the context of this thesis optimum control theory has been adapted to the quantum mechanical description of NMR spectroscopy. Based on this formalism the software library OCTANE has been developed, which enables the automatic generation of optimal pulse experiments under...     »