ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
На основе совместного неадиабатического анализа прецизионных спектроскопических данных и результатов неэмпирических расчетов электронной структуры планируется получить достоверные структурно-динамические параметры ряда электронно-возбужденных состояний димеров щелочных и щелочноземельных металлов, наиболее перспективных для лазерного синтеза устойчивых ультрахолодных молекулярных ансамблей (так называемого Бозе-Эйнштейн конденсата) и манипулирования ими. В рамках развиваемой в проекте строгой квантовомеханической модели связанных колебательных каналов предполагается учесть конкурирующее влияние спин-орбитальных и сверхтонких внутримолекулярных взаимодействий на энергетические, радиационные, магнитные и электрические характеристики возмущенных молекулярных состояний вблизи порога их диссоциации.
One of the objectives of the current project is to develop a flexible code for coupled channels calculations which is easy to use and which will allow more experimental groups to go beyond the traditional single channel adiabatic treatment. The code will allow the user to include a large number of channels and to couple them with a variety of matrix elements. Another objective of the project is to perform ab initio calculations in the group of the alkali and the alkaline-earth metal diatomic molecules. For some molecules (e.g. mixed alkali-alkaline-earth and alkali-rare gas species) the ab initio data are rare and missing are even accurate theoretical estimations of PECs. Even more valuable are calculations of radial functions of the transition dipole moment and the spin-orbit, L-uncoupling, S-uncoupling and other matrix elements, because often the modelling of the experimental data relays on these radial functions. The coupled channels code will be demonstrated on several experimental observations, which include coupled molecular states - both low-lying and excited.
(1) прецизионное описание энергетических, радиационных, магнитных и электрических свойств слабосвязанных, квазисвязанных и континуальных ровибронных состояний двухатомных молекул вблизи порога диссоциации с учетом как спин-орбитальных, так и сверхтонких взаимодействий; (2) симуляция лазерно-индуцированных фотоассоциационных спектров ультрахолодных атомов и последующей молекулярной флуоресценции с субдоплеровской (мегагерцовой) точностью, которая необходима для оптимизации оптического синтеза и управления ансамблями димеров щелочных и щелочноземельных металлов при сверхнизких температурах.
Коллектив уже имеет опыт в построении строгих квантовомеханических моделей, способных как описать, так и предсказать энергетические и радиационные свойства неадиабатически связанных возбужденных состояний димеров щелочных металлов на экспериментальном уровне точности в широкой области энергий возбуждения. На основании результатов выполненных исследований предложены универсальные спектроскопические модели и вычислительные схемы для проведения прецизионного неадиабатического анализа как полностью смешанных, так и регулярно возмущенных электронных состояний димеров щелочных металлов. Достигнутая точность предсказания энергетических свойств сильно смешанных возбужденных состояний (0.003-0.005 см-1) оказалось сопоставима с точностью описания изолированного основного состояния, что дало возможность повести однозначную электронно-вращательную идентификацию ряда высоковозбужденных (ридберговских) состояний. Показано, что решающую роль в успешном проведении неадиабатического анализа играют наиболее реалистичные оценки электронных матричных элементов спин-орбитального и электронно-вращательного взаимодействия, полученные в результате неэмпирических расчетов в широком интервале межъядерных расстояний. Обобщение полученных теоретических и экспериментальных результатов представлено в обзорной статье в «Успехах химии».
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 3 марта 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Энергетические и радиационные свойства электронно-возбужденных состояний двухатомных молекул вблизи порога диссоциации |
Результаты этапа: 1.В рамках четырехканальной схемы связанных колебательных каналов A-b_{0,1,2}, учитывающей спин-орбитальное взаимодействие между синглетным и триплетным состояниями, выполнен прецизионный неадиабатический анализ спин-орбитального комплекса молекулы KRb. На основании полученных результатов проведено моделирование энергетических и радиационных характеристик ровибронных уровней A – b комплекса в широком диапазоне энергий возбуждения . 2. Выполнен депертурбационный анализ (1-2)1Pi состояний KRb в диабатическом базисе, определены эмпирических потенциалов взаимодействующих электронных состояний и рассчитаны энергетические и радиационные характеристики (1-2)1Pi состояний KRb на экспериментальном уровне точности. 3. Выполнен неэмпирический расчет дипольных моментов переходов молекул Rb2, Cs2 и количественно определено асимптотическое поведение функций дипольных моментов электронных переходов при больших межъядерных расстояниях. 4. Выполнены неэмпирические расчеты неадиабатических электронных матричных элементов спин-орбитального, радиального и углового связывания для низколежащих состояний молекулы LiRb. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Энергетические и радиационные свойства электронно-возбужденных состояний двухатомных молекул вблизи порога диссоциации |
Результаты этапа: 1. В рамках прецизионной неадиабатической модели связанных колебательных каналов выполнено численное моделирование влияния внутримолекулярных электростатических взаимодействий на перераспределение относительных интенсивностей в колебательной структуре вращательно-разрешенных (1∼2)1Π-X1Σ+ переходов молекулы KRb. Установлено, что взаимное возмущение электронно-возбужденных состояний нетривиальным образом модифицирует узловую структуру неадиабатической волновой функции (1∼2)1Π комплекса, что можно использовать для повышения эффективности двухступенчатого лазерного синтеза и стабилизации ультрахолодных ансамблей молекул KRb в основном электронном состоянии. Результаты расчета коэффициентов Эйнштейна для вынужденных процессов поглощения с колебательных уровней основного состояния на ровибронный уровень (1∼2)1Π комплекса, лежащий вблизи диссоциационного предела, показали возможность реализации эффективной оптической схемы лазерного синтеза ультрахолодных молекул KRb из фотоассоциированных атомных пар через высоковозбужденные уровни (1∼2)1Π комплекса. 2. Энергетические и радиационные характеристики высоко лежащих синглетных (3)1Π и (5)1Σ+ состояний молекулы RbCs детально исследованы методом Фурье-спектроскопии высокого разрешения с привлечением данных прецизионных расчетов из первых принципов. Выполнено прямое построение функций межатомного взаимодействия на базе экспериментальных величин ровибронных термов для изотопологов 85Rb133Cs и 87Rb133Cs, определенных из спектров лазерно-индуцированной флуоресценции (5)1Σ+,(4)1Σ+,(3)1Π→ A1Σ+ ~ b3Π с точностью 0.03 см-1. Моделирование в рамках методах связанных колебательных каналов ровибронных уровней A1Σ+ ~ b3Π комплекса позволило провести однозначное отнесение наблюдаемых прогрессий, не смотря на нерегулярность колебательно-вращательной структуры, вызванной сильным спин-орбитальным взаимодействием. Рассчитаны радиационные времена жизни и колебательные коэффициенты ветвления радиационных переходов из (3)1Π и (5)1Σ+ состояний с использованием функций спин-разрешенных дипольных моментов электронных переходов, вычисленных в широком интервале межъядерных расстояний в базисе спин-усредненных волновых функций, соответствующих «а» случаю связи по Гунду. Рассчитанные функции углового связывания между (3)1Π и (1-5)1Σ+ состояниями использованы для оценки величины Λ-удвоения в (3)1Π, которые разумно согласуются с экспериментальными данными. Проведенное исследование показало, что совместное использование прецизионных экспериментальных данных и высокоточных расчетов позволяет получить эмпирические функции потенциальной энергии даже для высоко возбужденных электронных состояний, позволяющие воспроизводить ровибронные уровни энергии с экспериментальной точностью 0.008 - 0.005 см-1 3. Для гетерогенных димеров щелочных металлов XY ( X, Y = Li, Na, K, Rb ) рассчитаны функции дипольных моментов электронных переходов (ДМЭП) между основным и возбужденными состояниями, сходящимися к первым трем диссоциационным пределам. Спин-разрешенные ДМЭП определены в широком интервале межъядерных расстояний в базисе квази-релятивистких волновых функций, полученных методом конфигурационного взаимодействия. Для описания внутренних электронов использовались неэмпирических размерно-согласованные остовные псевдопотенциалы.Надежность полученных функций ДМЭП подтверждена хорошим согласием с имеющимися литературными данными. Особое внимание уделено анализу асимптотического поведения рассчитанных функций синглетных и триплетных переходов при больших межъядерных расстояниях, которое полностью согласуется с аналитической зависимостью, предложенной в рамках теории возмущения межатомного взаимодействия. Экстрагированные из данных молекулярных расчетов вероятности атомарных переходов и величины динамической поляризуемости атомов щелочных металлов согласуются с имеющимися эмпирическими и расчетными значениями с точностью до нескольких процентов. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Энергетические и радиационные свойства электронно-возбужденных состояний двухатомных молекул вблизи порога диссоциации |
Результаты этапа: 1. Впервые определены энергетические и радиационные характеристики (4)1Pi состояния изотопологов RbCs: высокоточный адиабатический потенциал, времена жизни, коэффициенты ветвления и распределение интенсивности в спектрах ЛИФ для (4)1Pi состояния изотопомеров RbCs. 2. На основании новых экспериментальных данных уточнены энергетические характеристики синглет-триплетного комплекса Cs2: адиабатические потенциальные кривые и функции спин-орбитального взаимодействия синглет-триплетного A~b комплекса димера сезия. 3. Высокоточными квантовохимическими методами рассчитаны функции спин-орбитального взаимодействия между низколежащими электронными состояниями гетероядерных димеров щелочных металлов XY (X,Y=Li,Na,K,Rb) в широком интервале межъядерных расстояний. Определено асимптотическое поведение функций спин-орбитального взаимодействия на больших межъядерных расстояниях. 4. С использованием экспериментальных данных и результатов квантовохимических расчетов определены энергетические характеристики синглет-триплетных комплексов LiRb: адиабатические потенциалы и спин-орбитальные матричные элементы синглет-триплетных A~b и D~d комплексов изотопологов молекулы LiRb справедливых вплоть до энергии их диссоциации. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".