13 октября 2014
Речь пойдёт о создании баз данных и информационных систем по параметрам спектральных линий молекул (таких как центр, определяющий их положение на частотной шкале, интенсивность и ширина). С использованием этих параметров можно получить информацию о химическом и изотопном составе изучаемой газовой среды и её термодинамических характеристиках (температуре, давлении), что важно для исследований в области физики планетарных атмосфер (в том числе и Земли), астрофизики, оптического газоанализа, экологического мониторинга и лучистого теплообмена. Получать параметры спектральных линий можно либо в результате эксперимента, либо при помощи теоретического моделирования (как раз в последнем сотрудники ИОА СО РАН достигли успехов мирового значения). «Разработанные нами модели воспроизводят спектральные линии во всем диапазоне длин волн от микро- до видимых с точностью, приближающейся к экспериментальной неопределенности, — рассказывает Валерий Иннокентьевич. — Более, того они позволяют проводить расчеты спектров молекул, находящихся в экстремальных условиях, например, при очень высоких температурах. Экспериментальные исследования в таких случаях сильно затруднены, а в некоторых условиях и вовсе невозможны».
Трое сибирских исследователей вошли в список самых цитируемых учёных Thomson Reuters Web of Science. Все они — сотрудники Лаборатории теоретической спектроскопии Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН. Её заведующий (один из 3-х «самых влиятельных») доктор физико-математических наук Валерий Иннокентьевич Перевалов рассказал нам, какие именно направления работы томских физиков вызывают столь бурный международный интерес.
Речь пойдёт о создании баз данных и информационных систем по параметрам спектральных линий молекул (таких как центр, определяющий их положение на частотной шкале, интенсивность и ширина). С использованием этих параметров можно получить информацию о химическом и изотопном составе изучаемой газовой среды и её термодинамических характеристиках (температуре, давлении), что важно для исследований в области физики планетарных атмосфер (в том числе и Земли), астрофизики, оптического газоанализа, экологического мониторинга и лучистого теплообмена. Получать параметры спектральных линий можно либо в результате эксперимента, либо при помощи теоретического моделирования (как раз в последнем сотрудники ИОА СО РАН достигли успехов мирового значения). «Разработанные нами модели воспроизводят спектральные линии во всем диапазоне длин волн от микро- до видимых с точностью, приближающейся к экспериментальной неопределенности, — рассказывает Валерий Иннокентьевич. — Более, того они позволяют проводить расчеты спектров молекул, находящихся в экстремальных условиях, например, при очень высоких температурах. Экспериментальные исследования в таких случаях сильно затруднены, а в некоторых условиях и вовсе невозможны».Рутинные измерения центров спектральных линий в инфракрасном и видимом диапазонах длин волн производятся с относительной погрешностью в одну сто тысячную долю процента. Достичь такой точности в расчетах не простая задача.
На основе разработанных моделей учёные создали банки данных и списки параметров спектральных линий для ряда молекул. Эти результаты опубликованы в авторитетных международных журналах, таких как Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Journal of Molecular Spectroscopy и других. Более того они вошли в международные базы данных HITRAN, HITEMP и GEISA, которые широко используются в различных приложениях и часто цитируются. Также ИОА им. Зуева СО РАН является участником международного «Виртуального атомного и молекулярного центра» VAMDC, созданного при финансировании «Седьмой Европейской Рамочной Программой».
Рамочные программы — одна из основных организационных форм координации научных исследований и разработок технологий в странах Евросоюза. Через них на конкурсной основе финансируется многосторонние международные проекты.
Помимо этого уже 20 лет лаборатория занимается созданием специализированных интернет-доступных информационных систем, предназначенных для учёных и студентов. Они призваны облегчить пользователю выбор интересующих его спектроскопических данных, и позволяют строить спектральные функции различных смесей газов при тех или иных физических условиях. К сегодняшнему дню реализованы уже три таких системы: «Спектроскопия атмосферных газов», «Спектроскопия и молекулярные свойства озона» и «HITRAN on the web».
Результаты, получаемые в ИОА СО РАН, носят не только фундаментальный характер. Они используются для мониторинга газовых составляющих атмосферы Земли, в том числе и парниковых (метан, углекислый газ, вода). С помощью этих данных исследуются другие планеты Солнечной системы, различные астрономические объекты, и разрабатываются технологии, основанные на процессе горения.
«В наших ближайших планах проведение теоретического моделирования спектров высокого разрешения для большего числа молекул и их изотопических модификаций и создание на этой основе новых банков спектроскопической информации», — говорит Валерий Иннокентьевич.
Диана Хомякова
Фото предоставлены исследователями
Поделись с друзьями:
»
- Войдите на сайт для отправки комментариев
