Международная команда физиков изучает радиационные свойства озона
16 Декабря 2020

Физики лаборатории квантовой механики молекул и радиационных процессов Томского госуниверситета в соавторстве с коллегами из США, Франции и Венгрии получили фундаментальные результаты в области молекулярной физики. Команда ученых исследует свойства молекулы озона. Две их публикации включены в престижную коллекцию «2020 HOT Articles» ведущего международного журнала Physical Chemistry Chemical Physics Британского Королевского общества.

Напомним, команда физиков из Франции, США, Венгрии и России (Томск, ТГУ) исследует механизмы формирования и распада озона (O3), его характеристики и свойства на молекулярном уровне при взаимодействии с радиацией. Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.

Проект «Озон: радиационные свойства на пороге диссоциации, процессы формирования, релаксации и распада; спектроскопическое обеспечение для моделирования спутниковых наблюдений» поддержан грантом РНФ. Научным руководителем является Владимир Тютерев, главный научный сотрудник лаборатории квантовой механики молекул и радиационных процессов ТГУ, эмерит-профессор Реймсского университета (Франция), председатель программного комитета международной конференции Ozone.

– Две работы, опубликованные в 2020 году и о которых идет речь, задумывались давно, но были начаты только годом ранее. Для начала нам было необходимо выстроить сочетание компетенций во взаимодополняющих областях науки: молекулярной спектроскопии, теории симметрии и электронных структур, квантовой динамики и математическом моделировании. Полученные результаты такого «синтеза» могут служить примером важности международных коллабораций и возможности реальных контактов, – пояснил Владимир Тютерев.

Новые расчеты позволили качественно улучшить понимание процессов движения ядер внутри молекулы озона и показали лучшее согласие с экспериментом по сравнению с предыдущими работами, основанными на модели Борна-Оппенгеймера. В публикациях показаны возможность делокализации волновых функций в высокоэнергетических квантовых состояниях и новый тип туннельного эффекта атомов кислорода. Следовательно, считают ученые, необходимо изменить подходы к интерпретации результатов экспериментов, например, для спектров поглощения излучения и динамики в фазах формирования и распада молекулы.

Прогрессу одного из указанных исследований (PCCP, v22, p15885) способствовала совместная работа представителей трех научных школ – Томского, Реймского и Флоридского университетов – в течение нескольких месяцев в лаборатории GSMA Национального центра научных исследований Франции.

Ссылки на публикации:

Журнал PCCP (Physical Chemistry Chemical Physics) создан в 1999 году и объединяет более 15 национальных, преимущественно европейских, журналов под эгидой Британского Королевского общества. Это ведущий международный журнал на стыке молекулярной физики и квантовой химии, с самым высоким рангом Q1 в этой области наук. Среди специалистов PCCP известен первоклассными стандартами качества публикаций и селективностью отбора статей.
В подготовке научных работ со стороны ТГУ участвовали главный научный сотрудник ФФ, руководитель проекта РНФ «Озон» Владимир Тютерев и доцент ФФ Роман Кочанов. Работа велась в коллаборации с Вячеславом Кокоулиным (ТГУ и Университет Флориды, США), Александром Алиджей и Давидом Лапьером (Реймсский Университет, Франция), Аттилой Тажти и Питером Салэем (Будапешт, Венгрия).