«Движущая сила науки – интерес»: физик из США в Томске изучает озон
26 Июля 2021

Профессор университета Центральной Флориды (США) Вячеслав Кокоулин приехал в Томский госуниверситет для работы над проектом «Озон: радиационные свойства на пороге диссоциации, процессы формирования, релаксации и распада; спектроскопическое обеспечение для моделирования спутниковых наблюдений». Исследование поддержано грантом РНФ и реализуется международной научной командой из России, США, Франции и Венгрии. 

В этом проекте физики разных стран исследуют образование, формирование и распад озона (О3), его характеристики и свойства на молекулярном уровне при взаимодействии с радиацией. Полученные результаты помогут улучшить качество наблюдения за состоянием озонового слоя Земли. 

Вячеслав Кукоулин

– Есть несколько методов наблюдения и исследования озонового слоя с поверхности Земли – с самолета или воздушного шара, со спутников. Один из методов заключается в анализе поглощенной или отраженной озоном части излучения, источником которого может быть Солнце или сигнал, посланный с Земли. Например, чтобы узнать количество озона и плотность слоя, нужно знать характеристики озона по отношению к этому излучению. Это может быть ультрафиолетовая или инфракрасная часть спектра. Характеристики озона по отношению к излучению, а также по отношению к столкновениям с другими молекулами в атмосфере необходимы, чтобы понимать и, может быть, контролировать то, как озон образуется, с чем реагирует – это необходимо, чтобы мы могли видеть его эволюцию, – рассказывает Вячеслав Кокоулин. 

В рамках визита коллеги из США и томские ученые занимаются экспериментальным формированием и изучением озона. Они изучают, как протекает реакция молекулярного кислорода (О2), атомарного кислорода (О) и дополнительной третей молекулы. Чтобы атом и молекула кислорода образовали стабильную молекулу озона (О3) нужно, чтобы часть энергии поглотили какие-то другие процессы или тела. В стратосфере это, как правило, столкновения с азотом.

– Скорость образования озона в стратосфере зависит от того, насколько быстро эта реакция происходит. Мы сделали расчет для скорости образования такого сорта реакции, считаем времена жизни озона в атмосфере, сейчас смотрим характеристики озона в возбужденных состояниях. Ведь он не сразу становится стабильным. Какое-то время молекулы О2 и О находятся вместе и непрерывно колеблются, а потом разлетаются, если нет никакого процесса, который бы заставил их остаться вместе, – объясняет физик.


Вячеслав Кокоулин в этом проекте занимается молекулярной динамикой столкновения молекул. Сотрудничество идет сразу по нескольким задачам, но рабочая группа во главе с главным научным сотрудником лаборатории квантовой механики молекул и радиационных процессов ТГУ Владимиром Тютеревым находится в Томске, а, как объясняет ученый, по телефону и видеосвязи не все вопросы удается решать эффективно. Например, расчеты по формированию озона ученые не могли привести к финальному виду несколько месяцев, а за время двухнедельного визита успели не только закончить начатое, но и приступить к новым задачам по вычислению скоростей стабилизации озона.

Владимир Тютерев

– Видеосвязь упростила работу на расстоянии, но как показали последние полтора года, личное общение нужно хотя бы время от времени. В онлайне контакты не завязываются, идеи не генерируются. Общение с коллегами из других университетов и стран очень мотивирует, ведь когда сидишь один – через какое-то время замыкаешься, и ничего нового не возникает. А сотрудничество помогает разрабатывать новые проекты, это еще и привлекает молодежь заниматься наукой, потому что разные люди, разные страны, разные идеи – это интересно, а движущая сила науки – интерес, – объясняет Вячеслав Кокоулин.

Сейчас проект находится на завершающей стадии – осталось доделать расчеты и опубликовать результаты. Но Вячеслав не намерен этим ограничиваться, в перспективе он хочет набрать на базе ТГУ группу студентов для изучения плазмы. Как отмечает профессор,«физико-математическая подготовка здесь довольно неплохая, по сравнению с американскими студентами», поэтому есть отличные перспективы для двойных диссертаций, научных грантов и стипендий от университета Центральной Флориды.