Спектроскопия высокого разрешения молекулы NH3 в интересах проблем исследования атмосфер Земли и планет Солнечной системы

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-72-00032

НазваниеСпектроскопия высокого разрешения молекулы NH3 в интересах проблем исследования атмосфер Земли и планет Солнечной системы

Руководитель Фомченко Анна Леонидовна, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" , Томская обл

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-304 - Спектроскопия

Ключевые слова аммиак, изотопические модификации, колебательно-вращательные спектры

Код ГРНТИ29.29.19, 29.05.15, 29.31.26

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение одной из проблем физики микромира, связанной с получением новой физической информации как качественного, так и количественного характера о структуре, внутренних свойствах и спектрах высокого разрешения молекулы аммиака, представляющей интерес для задач физики и химии атмосферы Земли, проблемы глобального потепления климата, проблем охраны окружающей среды и многих других проблем науки и техники. Конкретная задача, которая будет решаться, может быть сформулирована следующим образом: «Исследования свойств различных изотопологов молекулы аммиака на основе анализа современной экспериментальной информации о тонкой структуре их колебательно-вращательных спектров». В связи с этим предполагается разработка и практическая реализация новых высокоэффективных методов извлечения физической информации из современных колебательно-вращательных спектров высокого разрешения молекулы NH3, обладающей так называемым «инверсионным колебанием», в частности, 1. будет разработан основанный на использовании аппарата неприводимых тензорных операторов универсальный метод построения эффективных операторов, позволяющий с высокой точностью описывать колебательно-вращательную структуру различных изотопологов молекулы аммиака, в том числе, в высоковозбужденных колебательных состояниях и учитывающий все возможные колебательно-вращательные эффекты и взаимодействия; 2. будут рассмотрены вопросы, связанные с оптимальным выбором моделей рассматриваемых молекулярных систем и разработкой метода решения обратной спектроскопической задачи в условиях реального эксперимента (например, при дефиците исходной информации, при наличии большого числа резонирующих колебательных состояний, слабые спектры и так далее); 3. на основе разрабатываемых методов и моделей будет создано программное обеспечение на языках FORTRAN, MAPLE, WOLFRAM MATHEMATICA. На этой основе будут выполнены исследования спектров высокого разрешения молекул 14NH3, 15NH3, 14NH2D, 15NH2D, 14NHD2, 15NHD2, 14ND3, 15ND3 в различных участках инфракрасного диапазона. Полученная информация будет использоваться для пополнения как отечественных, так и международных (HITRAN, GEISA) баз данных, которые, в свою очередь, широко используются при решении различных задач астрофизики, планетологии, атмосферной оптики и др. Актуальность выполняемых исследований обеспечивается, с одной стороны, острой потребностью в высокоточной количественной информации о внутренней динамике и спектральных характеристиках рассматриваемого типа молекул для многочисленных как чисто академических, так и прикладных задач физики, химии, астрофизики, планетологии и т.д., и, с другой стороны, большим числом сложностей и нерешенных вопросов в проблеме извлечения физической информации из спектров высокого разрешения инфракрасного и видимого диапазонов шкалы длин волн. Разрабатываемые в рамках проекта методы и подходы являются либо новыми, либо существенным усовершенствованием известных. Исследования реальных спектров высокого разрешения выполняются в ранее не изученных с высоким разрешением участках шкалы длин волн. Экспериментальная часть работ выполняется в кооперации с техническим университетом Брауншвейга (Германия), университетом Париж-Кретель / SOLEIL (Франция).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Фомченко А.Л., Белова А.С., Кузнецов А.В., Бехтерева Е.С., Квабиа Чана Ф. ПЕРВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАПАЗОНА 1100-1350 СМ-1 ИНВЕРСИОННО-КОЛЕБАТЕЛЬНОГО СПЕКТРА МОЛЕКУЛЫ 15NHD2: ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ПОЛОСА ν5 ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ФИЗИКА (Russian Physics Journal) (год публикации - 2019)

2. Фомченко А.Л., Белова А.С., Кузнецов А.В. Rotational analysis of the inversion-vibrational spectra of the 15NHD2 molecule: ν6 fundamental band IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, V. 597, P. 012040 (год публикации - 2019)
10.1088/1757-899X/597/1/012040

3. Кузнецов А.В., Бехтерева Е.С., Громова О.В., Фомченко А.Л., Уленеков О.Н., Квабиа Чана Ф. High-resolution analysis of the stretching vibrations of the 15NH2D and 15NHD2 molecules 26th Colloquium on High-resolution Molecular Spectroscopy, Dijon, France, P. 76, B29 (год публикации - 2019)

4. Белова А.С., Бхтерева Е.С., Громова О.В., Фомченко А.Л., Уленеков О.Н., Квабиа Чана Ф. On the ro-vibrational study of ”hot” transitions in 15NH2D and 15NHD2: the 2ν2-ν2 bands 26th Colloquium on High-resolution Molecular Spectroscopy, Dijon, France, P. 247, H26 (год публикации - 2019)

5. Фомченко А.Л., Бехтерева Е.С., Громова О.В., Уленеков О.Н.,Квабиа Чана Ф. High-resolution study of 15NHD2: a set of interacting states ν5/ν6/2ν2 26th Colloquium on High-resolution Molecular Spectroscopy, Dijon, France, P. 367, O3 (год публикации - 2019)

6. Фомченко А.Л., Белова А.С., Кузнецов А.В. Ro-vibrational analysis of “hot” 2ν2 - ν2 band of the 15NH2D and 15NHD2 molecules Optics and Spectroscopy, V. 128, P. 32-41 (год публикации - 2020)
10.1134/S0030400X20010099

7. Фомченко А.Л., Белова А.С., Кузнецов А.В., Бехтерева Е.С., Квабиа Чана Ф. First investigation of the inversion rovibrational spectrum of the 15NHD2 molecule in the region from 1100 to 1350 cm-1: the fundamental v5 band Russian Physics Journal, Vol. 62, P.1716-1723 (год публикации - 2020)
10.1007/s11182-020-01897-9

8. Фомченко А.Л., Кузнецов А.В. Инфракрасный спектр поглощения инверсионной полосы ν1 молекулы 15NH2D ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ФИЗИКА (Russian Physics Journal) (год публикации - 2020)

9. Уленеков О.Н., Бехтерева Е.С., Громова О.В., Фомченко А.Л., Квабиа Чана Ф. High resolution study of the lowest inversion-vibration bands of 15NHD2: Interacting bands v5/v6/2v2 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer (год публикации - 2020)

Публикации