ВОЛОХОВ ВАДИМ МАРКОВИЧ

КВАНТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В ДИНАМИКЕ МОЛЕКУЛ И ХИМИЧЕСКИХ РЕКЦИЙ

Специальность 01.04.17 – химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Черноголовка 2007

Работа выполнена в Институте Проблем Химической Физики РАН

Официальные оппоненты:

д.ф.-м.н., профессор,

Уманский Станислав Яковлевич

д.ф.-м.н., профессор,

Лосев Сталий Андреевич

д.ф.-м.н.

Иногамов Наиль Алимович

Ведущая организация: Московский физико-технический институт (университет)

Защита состоится «_17_»_октября_2007 г. в_10__часов на заседании диссертационного совета Д 002.082.01 в Институте проблем химической физики РАН по адресу: 142432, п. Черноголовка, Московская область, ИПХФ РАН, корп. 1/2, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПХФ РАН (142432, п. Черноголовка, Московская область, ИПХФ РАН, корп. 1/2)

Автореферат разослан «___»______________2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Д 002.082.01

Российская академия наук

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ РАН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена исследованию квантовых явлений в динамике молекул и химических реакций.

Актуальность темы. В диссертации рассмотрены две актуальные общетеоретические проблемы и решены конкретные задачи использующие, в том числе и развиваемые методы:

1) квазиклассические методы в теории адиабатических и неадиабатических реакций;

2) туннельная динамика в потенциалах периодически зависящих от времени.

Актуальность первой проблемы определяется существенными успехами, а также серьезными проблемами, возникающими при применении классической S-матрицы для ряда реальных задач (H2+H[1,2], F+D2[3,40]).

Актуальность второй определяется связью с проблемой сверх плотной записи информации в фотохромных молекулярных кристаллах с переносом протона. Такого рода кристаллы характеризуются существованием области переноса протона в несимметричном двух ямном потенциале. При локализации протона в разных ямах спектральные свойства молекулы различны, что позволяет идентифицировать ее на языке информатики либо как «0» (при локализации в глубокой яме) либо «1» (при локализации в мелкой яме), и тем самым записывать и считывать информацию. Таким образом, принципиально возможно с помощью внешнего воздействия помещать протон в различных ячейках кристалла либо в состояние «0» либо «1» и тем самым записывать информацию с чрезвычайной плотностью. Однако продолжительность жизни протона в более мелкой яме ограничена (и тем самым время существование записанной информации) и определяется туннельным переходом в более глубокую яму. Как один из способов контроля туннельного перехода протона в глубокую яму представляет интерес влияние на процесс туннелирования внешнего периодического воздействия, например лазерного излучения.

Кроме того, в диссертации рассмотрен ряд конкретных задач, представляющих научный и практический интерес:

1. Реакция горения водорода в кислороде известна давно и экспериментально исследована в широком диапазоне параметров, определяющих ее скорость. Однако последовательное теоретическое исследование с расчетом сечений и констант в силу чрезвычайной сложности потенциала взаимодействия отсутствует до сих пор. В диссертации методом классических траекторий на потенциале в форме LEPS исследованы три канала реактивного столкновения молекул водорода и кислорода, открытых в диапазоне энергий столкновения 3,1-4,5 эВ. В последнее время в ИПХФ РАН проведено детальное исследование поверхностей синглетного и триплетного состояний комплекса ННОО с применением ab initio расчетов [5].

2. Исследование реакции перезарядки атомов металлов с молекулярными ионами представляет большой теоретический и практический интерес в связи с изучением процессов, протекающих в верхней атмосфере и межзвездном газе. Большие величины сечений перезарядки ионов Н2+ на атомах металлов позволяют использовать этот процесс для получения пучков атомарного водорода.

практически не изучено, хотя и представляет фундаментальный интерес для исследования как главный физический пример молекулярного электронного возбуждения, связанного неадиабатическими переходами через коническое пересечение с основным состоянием системы.

, что, как правило, не представляется возможным сделать другим путем, например, квантово химическими ab initio расчетами.

Цель работы - изучение квантовых явлений в динамике молекулярных процессов:

-исследование пределов применимости метода классической S-матрицы для адиабатических двумерных реакций обмена и проблемы возникновения «нефизических» траекторий для двумерных неадиабатических реакций;

-исследование влияния внешнего периодического воздействия на туннелирование через потенциальный барьер;

методом классических траекторий;