Группа фотопроцессов в малых молекулах

supersonic_beam_spectr

Область научных интересов

Область наших научных интересов — это химическая физика малых «свободных» молекул, т. е. находящихся в газовой фазе при относительно небольших (<10 атм) давлениях. В первую очередь мы стараемся понять закономерности, которые управляют процессами заселения и распада возбужденных состояний молекул и слабо связанных комплексов, образованных модельными молекулами в возбужденных состояниях и их партнерами, другими атомами и молекулами. Такие процессы могут быть вызваны как внешними возмущениями (т. н. спонтанные), так и столкновениями с другими частицами (столкновительные процессы). Спонтанные процессы — это оптические переходы в более низкие состояния, диссоциация или предиссоциация на фрагменты (атомы, радикалы, другие молекулы) и внутренняя конверсия. Из столкновительных переходов нас интересуют, прежде всего, совсем малоизученные процессы индуцированной столкновениями внутренней конверсии, которые в современной научной литературе чаще всего называют сollision-induced non-adiabatic transitions(CINAT), индуцированные столкновениями неадиабатические переходы (ИСНП).

Почему мы исследуем малые молекулы? А потому, что с их помощью легче всего понять «самые интимные» особенности спонтанных и столкновительных процессов. Как сказал какой-то ученый, «червяк длинный, а жизнь коротка»: все молекулы не изучишь, поэтому мы берем самые типичные, модельные. С тех пор, как мы и наши иностранные коллеги поняли, что для решения поставленных задач лучше всего подходят молекулы галогенов (почему? Приходите к нам, и мы с удовольствием вам расскажем), нашими любимыми объектами исследований стали I2 и Cl2 — идеальные модельные молекулы для исследования таких процессов. Мы заселяем «по очереди» единственный электронно-колебательно-вращательный уровень нашей молекулы, сталкиваем её с другой частицей и смотрим, что из этого получится, т. е. как распадается этот так называемый столкновительный Ван-дер-ваальсовский комплекс. В 2003 г. мы обнаружили, что такие же, но оптически заселяемые Ван-дер-ваальсовские комплексы можно наблюдать в газовой фазе и при комнатной температуре.

А зачем все это нужно? Процессы образования и распада Ван-дер-ваальсовских комплексов играют фундаментальную роль в процессах переноса энергии от электронно-возбужденных молекул (или внутри них) в газовой фазе. Поэтому понимание закономерностей этих процессов совершенно необходимо для описания процессов, происходящих в различных газофазных средах от атмосферы планет до лазерных сред и плазмы. Понимание, на высоком уровне, механизма процессов переноса энергии в простых молекулах полезно и для повышения уровня описания подобных процессов в более ложных, в том числе органических молекулах.

Еще несколько лет назад мы проводили эксперименты с помощью советских лазеров производства 70-80-х годов прошлого века, и тем не менее получали качественную «научную продукцию». Но понятно, что такие исследования требуют более «продвинутых» методов и оборудования, и в настоящее время мы используем современную лазерную систему фирмы Quantel, которая состоит из двух перестраиваемых лазеров на красителях, накачиваемых излучением различных гармоник Nd:YAG лазера. Постепенно мы модернизируем и другие узлы экспериментальной установки.