Исследование многоуровневых молекулярных систем с использованием метода регистрации сверхбыстрого оптического эффекта Керра и метода вращения спина мюона тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

НИКИФОРОВ ВИКТОР ГЕННАДЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОУРОВНЕВЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА РЕГИСТРАЦИИ СВЕРХБЫСТРОГО ОПТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА КЕРРА И МЕТОДА ВРАЩЕНИЯ СПИНА

МЮОНА

01.04.17- химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

КАЗАНЬ - 2006г.

Работа выполнена в лаборатории молекулярной фотохимии Казанского физико-технического института им. Е.К.Завойского КазНЦ РАН

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Моисеев Сергей Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Аминов Ленар Кашифович

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Андрианов Сергей Николаевич

Ведущая организация:

Казанский Государственный Педагогический Университет

Защита состоится « •{ » 2006г. в 14 30 часов на заседании

диссертационного совета Д 002.191.01 при Казанском физико-техническом институте им. Е.К.Завойского КазНЦ РАН: 420029, Казань, Сибирский тракт, д. 10/7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского физико-технического института им им. Е.К.Завойского КазНЦ РАН

Автореферат разослан <<^> р^Д/ЛЯ^сЛ 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

/Шакирзянов М.М./

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Множество физических, химических и биологических процессов, в том числе жизненно необходимых для человека, делают актуальным детальное изучение быстрых колебательно-вращательных молекулярных движений в жидкости. Известно, что в конденсированной среде ближайшее окружение оказывает сильное влияние на движение молекул, а также на механизмы химических реакций и их скорость [1]. Поэтому для описания молекулярной динамики в жидкости в общем случае необходимо рассматривать многоуровневневые системы, взаимодействующие между собой. В силу чрезвычайной сложности поведения многочастичных систем, создание точной физической модели часто связано с непреодолимыми математическими трудностями. В связи с этим актуальным является разработка простых базовых физических моделей и соответствующих им теоретических подходов, позволяющих интерпретировать молекулярные отклики в условиях конкретных экспериментальных методик. Поскольку выбор моделей связан с характером изучаемых в эксперименте явлений, для более полного понимания всей картины молекулярной динамики необходимо учитывать данные разных спектроскопических техник.

В настоящей диссертации фемтосекундная молекулярная динамика в жидкости изучается с ориентацией на методы время-разрешенной оптической спектроскопии [2], одним из которых является метод регистрации сверхбыстрого оптического эффекта Керра (ОЭК) [3, 4], позволяющего наблюдать время-разрещенные отклики колебательно-вращательной динамики молекул. Эта техника основывается на нелинейном оптическом процессе четырехволнового смешения, который описывается нелинейной поляризацией среды третьего порядка по действующ^ далям^ появляется эффективным

БИБЛИОТЕКА {

С Петер» ОЭ

инструментом для изучения сверхбыстрых процессов в жидкости. Именно во многом благодаря ОЭК спектроскопии был показан инерционный характер движений молекул в жидкости на фемтосекундных временах. Изучение спиновой динамики, оказывающей большое влияние на особенности межмолекулярных взаимодействий, например, в реакциях радикальных пар, в диссертации ориентируется на возможности техники мюонной спектроскопии, использующей мюон в качестве зонда для исследования локальных взаимодействий и магнитных полей ближайшего окружения мюона. В этих экспериментах мюон с захватом электрона формирует атом мюония, сверхтонкие взаимодействия с соседними ядрами которого несут уникальную информацию о состоянии ближайшего окружения в данном веществе [5].

Цель работы. В первой части настоящей работе проводится детальное исследование быстрых когерентных движений молекул в жидкости, наблюдаемых в ОЭК экспериментах. Целью данной части работы является развитие достаточно общего теоретического подхода для изучения колебательно-вращательной динамики молекул в условиях слабой корреляции между физически различными молекулярными движениями, а также развитие самого ОЭК метода для исследования сложных молекулярных движений. Во второй части работы изучается перенос мюонной спиновой поляризации на спины ядер ближайшего окружения атома мюония, что позволяет получать информацию о локальных спиновых взаимодействиях в конденсированной среде. Обе части работы связаны с исследованием влияния внешних полей и ближайшего окружения на поведение сложной многоуровневой системы. В первом случае поляризуемость жидкости зависит от когерентных колебательных и вращательных движений молекул, инициируемых лазерными импульсами, в о втором случае поляризация спина мюона изменяется за счет радиочастотного поля и сверхтонкого взаимодействия мюония с

окружающими ядрами. Рассматриваемые системы имеют и ряд серьезных отличий. Колебательно-вращательная молекулярная динамика происходит на фемто- и пикосекундных временах, спиновая динамика переноса поляризации имеет микросекунднуто шкалу времени; ядерные молекулярные колебания и спиновая динамика относятся к разным подсистемам, которые с большой точностью можно считать независимыми друг от друга; колебательно-вращательные движения наиболее чувствительны к электрической составляющей световых полей, динамика спиновой подсистемы определяется сверхтонкими взаимодействиями и влиянием внешних и локальных магнитных полей. Несмотря на разную природу изучаемых в работе квантовых систем, их поведение сильно зависит от характера ближайшего окружения, а изучение квантовой динамики имеет много общего, притом, что используемые экспериментальные методы имеют значительные технические различия.

Основные положения, которые выносятся на защиту:

1. Теоретический подход для описания время-разрешенного сигнала сверхбыстрого оптического эффекта Керра, позволяющий проводить корректный анализ откликов колебательно-вращательной динамики молекул в жидкости на фемтосекундной временной шкале при любой задержке между накачивающим и пробным импульсами.

2. Теоретический подход для описания либрационных движений в жидкости, который позволил установить большую роль дефазировки когерентных либрации в быстром спаде либрационного отклика (за время менее 1 пс) молекулярной жидкости флюороформа и определить вид функции распределения либрационных частот.

3. Теоретический анализ техники многоимпульсной накачки в сверхбыстрых экспериментах с регистрацией оптического эффекта Керра, который показал возможность селективного контроля когерентных

колебательно-вращательных молекулярных движений в жидкости, что, в частности, позволяет точнее идентифицировать наблюдаемые молекулярные отклики.

4. Теоретический анализ дополнительной радиочастотной деполяризации мюона в экспериментах по наблюдению процесса переноса мюонной поляризации в ядерную спиновую подсистему, который показал возможность многократного усиления наблюдаемого сигнала, что позволяет исследовать вещества со слабыми сверхтонкими взаимодействиями.

Научная новизна и практическая значимость работы. Предложен теоретический подход для описания сигнала в экспериментах с регистрацией время-разрешенного оптического эффекта Керра, позволяющий проводить корректный анализ сверхбыстрых когерентных молекулярных откликов при любой задержке между накачивающим и пробным импульсами. На основе данного подхода был проведен анализ время-разрешенных молекулярных откликов бензонитрила и ортодихлорбензола в жидкости и установлены параметры рамановски активных колебательных и вращательных движений этих молекул в жидкости.

На основании предложенного подхода для описания время-разрешенного либрационного отклика проведен анализ экспериментальных результатов молекулярной жидкости флюороформа и впервые установлен вид функции распределения либрационных частот.

Впервые показано, что техника многоимпульсной накачки в экспериментах с регистрацией оптического эффекта Керра позволяет осуществлять селективный контроль отдельных когерентных молекулярных движений, что значительно увеличивает экспериментальные возможности по изучению сверхбыстрой молекулярной динамики методом поляризационной спектроскопии.

Впервые предлагается и теоретически рассматривается влияние дополнительного радиочастотного поля на процессы переноса моюнной спиновой поляризации в ядерную подсистему в условиях квазипересечения энергетических уровней. Показано, с помощью радиочастотного поля можно на порядок увеличить наблюдаемый сигнал, что дает возможность исследовать методами мюонной спектроскопии вещества со слабым сверхтонким взаимодействием.

Апробация. Результаты представленных в диссертации работ были доложены на следующих конференциях: Международная конференция по квантовой электронике IQEC (Москва, 2002), Итоговая научная конференция КФТИ КНЦ РАН (Казань, 2002, 2003, 2004), Конференция молодых учёных КФТИ КНЦ РАН (Казань, 2003, 2004, 2005), Научная конференция молодых ученых научно-образовательного центра КГУ (Казань, 2002), Семинар по мюонной спектроскопии, проводимый в рамках Зимней Школы ПИЯФ РАН (Санкт-Петербург, 2003), X Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2003), Международная конференция молодых учёных и специалистов «ОПТИКА - 2003» (Санкт-Петербург, 2003), Конференция «Фундаментальные проблемы оптики ФПО-2004» (Санкт-Петербург, 2004), Конференция «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2005).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста и содержит 20 рисунков и 6 таблиц. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 119 наименований.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 научных статьях и в трудах выше перечисленных конференций. Список авторских публикаций приведен в конце автореферата.

Личный вклад соискателя:

- постановка задачи при описании либрационного отклика.

- проведение теоретических расчетов при описании откликов молекулярных движений в сигнале сверхбыстрого оптического эффекта Керра и части расчетов при описании радиочастотной деполяризации мюона в экспериментах по наблюдению процесса переноса мюонной поляризации в ядерную спиновую подсистему.

- проведение всех численных расчетов.

- анализ полученных результатов и их интерпретация.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении представлена общая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, перечислены основные защищаемые положения, отражена новизна и практическая значимость полученных результатов, а также приведены сведения об апробации работы, её объеме и структуре.

Первая глава. В первой главе приведен обзор литературы по фемтосекундной спектроскопии. Описываются особенности методов сверхбыстрой нелинейной спектроскопии, используемые для изучения молекулярной динамики в жидкости, в частности, подробно рассматриваются возможности экспериментов с регистрацией оптического эффекта Керра (ОЭК) с использованием техники оптического гетеродинирования (ОГ) по изучению колебательно-вращательных молекулярных движений.

Вторая глава. Сигнал, регистрируемый в ОЭК экспериментах, содержит в себе отклики когерентных молекулярных движений, влияющих на макроскопическую поляризуемость жидкости. Такими движениями являются внутримолекулярные колебания, вращения молекул, а также отклик

кубической электронной гиперполяризуемости, дающий главный вклад в ОГ-ОЭК сигнал в области пересечения накачивающего и пробного импульсов. Во второй главе предлагается теоретический подход для моделирования наблюдаемого сигнала 5(г) в ОГ-ОЭК экспериментах на основе использования феноменологического описания молекулярного отклика:

5(г)= 1ишг_„ 7 "\з{в,т,()ът{е)лав> (О

^ -772 О

где г - время задержки между накачивающим £р(г,/) и пробным £0(г,/)

импульсами, а Т - время наблюдения, за которое усредняется мгновенный сигнал ¿(т^), имеющий вид:

¡)сс{Ят (/) + Яе, (/)}£„ (г, ()ЕС (г,/) (2)

При регистрации сигнала с целью улучшения отношения сигнал/шум используется поле локального осциллятора Е1о (г, /) • Величина сигнала зависит

от состояния среды, которая описывается откликом Ят(1), отражающим

когерентные ядерные движения в молекулах, и откликом кубической гиперполяризуемости у электронной молекулярной подсистемы

М'М^Ю (3)

Выражение (Аа - За(с)) описывает поляризуемость молекулы, 1ру{{) -интенсивность накачивающего импульса, а угол задает ориентацию

молекулы.

Выражения (1) - (4) являются результатом теоретического рассмотрения прохождения пробного импульса через среду, возбужденную импульсом накачки, с учетом оптического гетеродинирования сигнала. При

рассмотрении использовалось приближение медленно меняющихся амплитуд и приближение оптически тонкой среды.

В традиционных ОГ-ОЭК экспериментах взаимодействие накачивающего импульса со средой меньше кТ, что позволяет при рассмотрении молекулярной динамики использовать модель независимых откликов от различных колебательно-вращательных молекулярных движений. В совокупном ОГ-ОЭК сигнале регистрируются отклики электронной гиперполяризуемости и когерентных ядерных движений (описываемых функцией отклика возбуждение которых происходит по схеме

рамановских переходов за счет большой спектральной ширины накачивающего фемтосекундного импульса света.

Моделирование колебательной внутримолекулярной динамики основывалось на феноменологическом подходе, широко используемом в когерентной спектроскопии рамановского рассеяния [2]. Описание вращательной молекулярной динамики велось на основе кинетической теории жидкости Френкеля, выделяющей два типа вращательных движений -вращательную диффузию и либрацию молекул около равновесного положения. При этом для моделирования относительно медленной вращательной диффузии использовалось уравнения диффузии Дебая. Отметим, что в настоящее время нет единого теоретического подхода для описания отклика молекулярных либраций, наблюдаемых в ОГ-ОЭК экспериментах. В связи с этим в настоящей работе был преложен более строгий феноменологический подход к теоретическому описанию либрационного отклика учитывающий наличие спектрально

неоднородной функции распределения р{0.иь) либрационных частот о.

о

где 3 - момент инерции молекулы, функция ФМ(£2Ш,/) зависит от импульса накачки /т(():

Функция распределения р(Пм) возникает за счет неоднородности

межмолекулярных взаимодействий, определяющих частоты либраций и локальный потенциал, в котором находится молекула. Таким образом, либрационный отклик (5) непосредственно отражает характер взаимодействий молекул с ближайшим окружением в жидкости, что может быть использовано при изучении влияния эффекта «клетки» на физические и химические процессы в жидкости. Изложенный в главе 2 теоретический подход был использован для анализа органических молекул бензонитрила, ортодихлорбензола и флюороформа, результаты которого приведены в главе 3.

Третья глава. Традиционно, молекулярная динамика ароматических соединений представляет интерес для понимания процессов ряда химических реакций, имеющих большое прикладное значение. Бензонитрил и

ортодихлорбензол с6Я4С/2 содержат радикалы -СИ и -С/, сопряженные с

бензольными остовами молекул. Эти молекулы обладают сходной симметрией и большой поляризуемостью благодаря я-орбиталям бензольного кольца. Анализ молекулярных откликов данных соединений показал, что изложенный в главе 2 теоретический подход для описания ОГ-ОЭК сигнала позволяет проводить корректную интерпретацию экспериментальных результатов и извлекать информацию о параметрах сверхбыстрой колебательно-вращательной динамики молекул в жидкости.

(6)

о

0,05 0,040,03 0,020,01 -0,00-0,01 -

-0,02

-0,2

—I— 0,0

—Г" 0,2

0,4

время задержки, пс

-1— 0,6

0,8

1,0

Рис. 1 ОГ ОЭК сигнал молекул СНР3 и его разложение на внутримолекулярный отклик (пунктирная линия), отклик вращательной диффузии (штриховая линия) и либрационный отклик (штрихпунктирная линия)

Теоретический подход моделирования либрационной динамики на основе использования введенной функции распределения либрационных частот р(С2ш ) был апробирован при анализе динамики молекул флюороформа

CЯFJ (см. рис.1). Анализ показал, что либрации молекул флюороформа при комнатной температуре носят гармонический характер, вид спектрального распределения либраций р(&м) близок к максвелловскому типу

р{С1„ь)осПй„2ехр{-Пй(,2/2П„,й2}, а их амплитуда не превышает 10°. Полная

релаксация либрационного отклика происходит за время порядка 500 фс и обусловлена дефазировкой молекулярных колебаний со скоростью обратно пропорциональной ширине функции распределения С1пЬЬ = 58 см"1.

0,8

0.6

С (О

Е

0,4

0,2-

0,0

с: 03-(0

I 02-|

о

0,1 -

00-0.1 --02-

-500

500

1000

1500

2000

—I— 2500

3000

время задержки, фс

-500

—I—

О 500 1000 1500 2000

время задержки, фс

Рис. 2 (а) Сплошная линия - расчет ОГ ОЭК спектра, пунктирная линия - интенсивность накачки, 1|/Ь=1 /0 4, задержка ^=690 фс, (Ь) сплошная линия и линия с длинным пунктиром -графики колебательных координат, линия с коротким пунктиром - интенсивность накачки; длительность лазерного импульса 50 фс

Полученный результат указывает на возможность постановки нового типа многоимпульсных экспериментов по наблюдению когерентных молекулярных либраций, которые могут сопровождаться эффектами рамановского эха.

2500

3000

В третьей главе также представлено теоретическое моделирование техники многоимпульсной накачки в ОЭК экспериментах, при этом показано, что данная техника позволяет осуществлять селективный контроль отдельных комбинационно активных молекулярных мод (см. рис. 2). Численные расчёты, проведенные на примере модельной молекулы, близкой по параметрам к молекулам бензонитрила, демонстрируют, что двухимпульсная накачка дает возможность реализовывать различные сценарии в когерентной молекулярной динамике. Например, выбором параметров накачки можно полностью исключить возбуждение когерентных колебаний выбранной моды, усиливая при этом вращательное движение молекул. Расчеты, проведенные для ситуации с несколькими колебательно-активными модами, что типично для больших органических молекул, показали возможность многоимпульсной техники эффективно выделять вращательные движения, определять параметры отдельных молекулярных колебаний и, соответственно, более точно раскладывать суммарный наблюдаемый сигнал на его составляющие.

Четвертая глава. Взаимодействующий с веществом мюоний представляет собой сложную многоуровневую систему, для изучения которой используется техника вращения мюонного спина. В условиях квазипересечения уровней энергии происходит перенос поляризации мюона в ядерную спиновую подсистему, что проявляется при регистрации ALC (Avoided Level Crossing) резонанса и, таким образом, извлекается информация о сверхтонких взаимодействиях, отражающих характер взаимодействий мюония с ближайшим окружением [5, 6]. В главе 4 рассматриваются процессы деполяризации мюона в экспериментах по наблюдению ALC резонанса. При этом предлагается стимулировать передачу поляризации дополнительным поперечным радиочастотным полем. Проведенные теоретические исследования позволяют заключить, что воздействие радиочастотного поля

1,0-

0,9-

аз

§-0.8

с;

о

2 0,7. х

о ^

0,6

0,5

Н =0.01 т

—1-1-1---1-1-1-'-1-'-1-'-1

2.138 2,140 2.142 2,144 2,146 2,148 2,150

Величина постоянного магнитного поля Н , (Тесла)

Рис. 3 Зависимость мюонной поляризации от величины постоянного магнитного поля Н, Влияние РЧ-поля (Н;=0 01 Т) на амплитуду сигнала в веществе с малым электрон-ядерным сверхтонким взаимодействием (Иг/с^, шс=0 03 МГц)

может приводить к уменьшению начальной мюонной поляризации даже на величину 1/2 от первоначального значения. Примечательный факт подобного влияния состоит в возможности достижения относительно большего усиления мюонной деполяризации в точке АЬС резонанса для относительно слабых электрон-ядерных сверхтонких взаимодействий, когда обыкновенный АЬС-сигнал оказывается слабым или недоступным для наблюдения. На рис. 3 приведены графики расчётов, демонстрирующие подобное поведение, когда воздействие радиочастотного поля увеличивает сигнал более чем в 10 раз (в отсутствии радиочастотного поля минимальное значение поляризации составляет величину 0.97, в присутствии радиочастотного поля минимум

поляризации уменьшается до величины 0.57), что значительно расширяет круг изучаемых веществ методом АЬС спектроскопии. Следует отметить, что для реализации предлагаемого эксперимента необходимо иметь возможность варьировать величину статического магнитного поля и частоту радиочастотного поля в достаточно широком интервале. Развитый в настоящей работе математический подход может быть применен к описанию мюонного эха, с которым в настоящее время связывают определенные надежды в развитии экспериментальных возможностей мюонной спектроскопии [7].

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложено теоретическое описание откликов молекулярных движений в жидкости в сигнале сверхбыстрого оптического эффекта Керра, на основании которого проведен анализ результатов экспериментальных исследований молекулярных жидкостей бензонитрила и ортодихлорбензола. Анализ проведенных исследований показал, что частоты внутримолекулярных колебаний соответствуют осцилляциям бензольного остова и связанного с ним радикала В случае бензонитрила таким радикалом является -СЫ группа, а для ортодихлорбензола - два иона хлора -С/. Несмотря на сходство изучаемых молекул, время релаксации вращательной диффузии бензонитрила оказывается в 2.5 раза больше времени релаксации ортодихлорбензола. Качественно это объясняется тем, что из-за относительно большой массы атома хлора, которая примерно в три раза превышает массу углерода или азота, момент инерции у молекулы ортодихлорбензола больше чем у бензонитрила.

2.Для изучения либрационной динамики молекул в жидкости был разработан теоретический подход, основанный на введении функции

распределения либрационных частот, отражающей пространственную неоднородность межмолекулярных взаимодействий, формирующих локальный потенциал молекулы на пикосекундной шкале времен. Данный подход позволил выполнить детальный анализ спектральных свойств либрационных движений молекул флюороформа в жидкости, где быстрая релаксация (за время менее 1 пс) либрационного отклика объясняется дефазировкой когерентных колебаний благодаря неоднородному уширению либрационных частот. При этом установлено, что вид спектральной функции либрационных частот близок к максвелловскому типу, амплитуда либраций молекул не превышает 10°.

3. Теоретический анализ предложенной техники многоимпульсной накачки в сверхбыстрых экспериментах с регистрацией оптического эффекта Керра показал возможность селективного контроля когерентных колебательно-вращательных молекулярных движений в жидкости. На примере модельных молекул, близких по параметрам к молекулам бензонитрила и ортодихлорбензола с помощью разных сценариев накачивающей последовательности импульсов демонстрируется усиление или подавление разных активных рамановских колебательно-вращательных мод, что, в частности, позволяет выделять вклады отдельных молекулярных движений в совокупном регистрируемом ОГ-ОЭК сигнале.

4. Теоретические расчеты радиочастотной деполяризации мюона в экспериментах по наблюдению процесса переноса мюонной спиновой поляризации в ядерную спиновую подсистему показывают многократное усиление наблюдаемого сигнала в присутствии дополнительного радиочастотного поля, что дает возможность исследовать вещества со слабыми сверхтонкими взаимодействиями.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Краснов К.С. Физическая химия. Кн.2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ /К.С.Краснов.- М: Высшая школа, 1995. - 319с.

2. Ахманов С А. Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света /С.А.Ахманов, Н.И.Коротеев,- М.- Наука, 1981. - 543с.

3. McMorrow D Femtosecond Optical Kerr Studeis on the origin of the nonlinear responses in simple liquids/ D.McMorrow, W.T.Lotshaw, G.A.Kenney-Wallace// IEEE J.Quantum Electronics. - 1988,- V.24.- C.443-454.

4. Righini R. Ultrafast optical Kerr effect in liquids and solids /R.Righini //Science.- 1993.- V.262.- P.1389-1390.

5. Смилга В.П. Мюонный метод исследования вещества /В.П.Смилга, Ю.М.Белоусов - М.: Наука, 1991. - 351с.

6. Patterson B.D. Muonium states in semiconductors /B.D.Patterson //Rev.of.Mod.Phys,- 1988.- V.60.- P.69-159.

7. Muon spin echo in zero external magnetic field /S.A. Moiseev, R.G. Mustafm, V.G. Nikiforov, N.M. Suleimanov //Phys. Rev. В.- 2000,- V.61 - P.5891-5894.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

Al. Femtosecond optical Kerr effect studies of the nonlinear responses of the liquids /D.M.Dunaev, V.C.Lobkov, S.A.Moiseev, V.G.Nikiforov //Technical Digest of International Quantum Electronics Conference, IQEC.- 2002,-P.459.

A2. Фемтосекундный мониторинг колебательно вращательных движений молекул бензонитрила и ортодихлорбензола в жидкости /В.С.Лобков, С.А.Моисеев, В Г Никифоров и др. //Ежегодник «Казанский физико-технический институт имени Е.К Завойского - 2002».- 2002.- С.35-39

A3. Molecular Dynamics of Benzonitrile and Dichlorbenzene Investigated by Femtosecond Optical Kerr Effect /V.S.Lobkov, S.A. Moiseev, V.G.Nikiforov //Laser Physics.- 2003,- V.I3.- P. 1138-1152.

A4. Nikiforov V.G. Molecular librations in a liquid investigated by ultrafast optical Kerr effect spectroscopy /V.G.Nikiforov, S.A.Moiseev //arXiv.org:physics/0601195. - 2006.

A5. Селективная многоимпульсная спектроскопия когерентных движений молекул в жидкости в технике оптического эффекта Керра /С.А Моисеев, В.Г.Никифоров, В.Л.Лобков, С.В.Контуров //Сборник трудов «Фундаментальные проблемы оптики - 2004».- 2004.- С.278.

А6. Моисеев С.А. Селективная фемтосекундная спектроскопия молекул в многоимпульсной технике наблюдения оптического эффекта Керра /С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров //Квантовая электроника.- 2004.- Т.34,-С. 1077-1082.

А7. Моисеев С.А. Радиочастотная деполяризация мюония в системе мюоний + ядерный спин. /С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров //ЖЭТФ,- 2003.- Т.124,-С. 1244-1254.

~7ог2>

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф. 207

Тел: 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПД №7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 16.02.2006 г. Усл. п.л 1,19. Заказ № К-4101. Тираж ¡00 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать - ризография

У

Введение

Основные выносимые на защиту положения диссертации 8 » Личный вклад соискателя в положениях, выносимых на защиту диссертации

Новизна и практическая значимость работы

Апробация

Глава 1. Исследование микроскопических свойств жидкости методом сверхбыстрой поляризационной спектроскопии

1.1 Оптические методы исследования жидкости

1.2 Оптическая схема ОЭК эксперимента

1.3 Оптическое гетеродинирование

1.4 Нелинейная оптика в нерезонансной изотропной среде

1.5 Интерпретация ОГ-ОЭК сигналов

1.6 Метод Фурье-преобразования для интерпретации ОГ-ОЭК сигнала

1.7 Отклики молекулярных движений в ОГ-ОЭК сигнале

1.8 Внутримолекулярные колебательные движения

1.9 Вращательные молекулярные движения

2.2 Основные уравнения, описывающие прохождение света через вещество 51

2.3 Приближение медленно меняющихся амплитуд 53

2.4 Наблюдаемая величина при регистрации сверхбыстрого оптического эффекта Керра 56

2.5 Основные понятия кинетической теории жидкости 63

2.6 Отклик внутримолекулярных колебаний 67

2.7 Отклик вращательной диффузии 70

2.8 Отклик либрационных движений молекул 74

2.9 Заключение 78

Глава 3. Анализ ОГ-ОЭК сигнала молекулярных жидкостей бензонитрила, ортодихлорбензола и флюороформа. Возможность селективного контроля молекулярной динамики 80 л

3.1 Введение 80

3.2 Сверхбыстрая динамика бензонитрила и ортодихлорбензола 82

3.3 Техника многоимпульсной накачки в ОЭК экспериментах 87

3.4 Контроль вынужденных когерентных молекулярных колебаний 89

3.5 Выделение внутримолекулярных колебаний последовательностью из двух импульсов накачки 92

3.6 Трёхимпульсная последовательность для селективного переменного возбуждения внутримолекулярных колебаний 95

3.7 Выделение вращательных молекулярных движений последовательностью из четырёх импульсов накачки 97

3.8 Выделение внутримолекулярных колебаний последовательностью из четырёх импульсов накачки 99

3.9 Либрации молекул флюороформа в жидкости 101 ЗЛО Заключение 104

Глава 4. Радиочастотная деполяризация мюона в условиях квазипересечения уровней энергии системы мюоний + ядерный спин 1/2 106

4.1 Введение 106

4.2 Мюоны, основные характеристики 108

4.3 Принципиальная схема (¿SR - метода 110

4.4 Техника ALC спектроскопии 112

4.5 Уровни энергии мюония 114

4.6 ALC резонанс в отсутствии РЧ поля 118

4.7 Влияние РЧ поля на спиновую динамику мюона 121

4.8 Разбиение гамильтониана 123 * 4.9 Нулевой порядок теории возмущений 125

4.10 Анализ применимости нулевого порядка теории возмущений 127

4.11 Точное решение 129

4.12 Заключение 132

Заключение 134

Основные выводы 136

Литература 139 л Список основных публикаций соискателя 150

Введение

Взаимодействия атомов и молекул лежат в основе огромного количества физических, химических и биологических процессов, в том числе жизненно необходимых для человека. При изучении этих явлений активно применяются спектроскопические методы, позволяющие исследовать квантовую динамику многоуровневых систем. Поведение таких систем имеет чрезвычайно сложный характер, поэтому создание точной физической модели, отражающей все особенности, связано с непреодолимыми математическими трудностями. Как правило, даже приближенное описание молекулярных систем невозможно в аналитическом виде и требует громоздких численных расчетов [1, 2, 3]. Однако в поведении сложной системы часто можно выделить процессы, которые слабо коррелируют друг с другом. Например, колебательные и вращательные молекулярные движения можно считать независимыми, что позволяет при их описании использовать простые модели [4]. При описании сложной системы часто разделяют физические процессы, происходящие на разных временных интервалах. В этом случае быструю динамику можно приближенно характеризовать средним значением физических величин, входящих в качестве параметров в описание более медленных движений. К примеру, молекулярные процессы, связанные со спиновой динамикой происходят на нано- и микросекундной временной шкале, так что колебательно-вращательные движения с частотой порядка 100 см"1 за это время успевают усредниться, и при учете их влияния на спиновую подсистему в уравнениях будут фигурировать средние значения. Особенно важен выбор приближений для описания межмолекулярных взаимодействий, играющих принципиальную роль в конденсированных средах [5]. Здесь рассматриваются модели с взаимодействующими многоуровневыми подсистемами, что приводит к необходимости решения непростых математических задач. Поскольку взаимодействие с ближайшим окружением во многом определяет характер движений молекулы в твердом теле или жидкости, а также влияет на механизм химической реакции и скорость ее протекания, изучение таких систем представляет особенный интерес. В связи с этим в настоящее время являются актуальными поиск и разработка физических моделей, позволяющих описывать молекулярные процессы, изучаемые различными спектроскопическими методами. Выбор соответствующих моделей связан с характером изучаемых в эксперименте явлений, и для полной картины молекулярной динамики необходимо принимать во внимание данные разных спектроскопических техник. Например, при исследовании колебательно-вращательных движений молекул большие возможности предоставляет сверхбыстрая время разрешенная спектроскопия [6]. Ее активное развитие в последнее время связано с появлением недорогих лазерных источников фемтосекундных импульсов. Одной из таких экспериментальных техник, привлекательных в настоящее время для изучения быстрых молекулярных процессов, является поляризационная спектроскопия, основанная на регистрации сверхбыстрого оптического эффекта Керра [7]. Данная техника позволяет наблюдать либрации молекул (вращательные колебания около равновесного положения), определяющиеся взаимодействием молекулы с ближайшим окружением. Другим примером являются спиновые взаимодействия, часто играющие определяющую роль в реакциях радикальных пар [8, 9] и также отражающие характер межмолекулярных взаимодействий. При изучении таких медленных процессов применяют методы магнитного резонанса [10], уникальные возможности предоставляет техника мюонной спектроскопии [11], использующая мюон в качестве зонда для исследования влияния магнитных полей локального окружения на состояние мюонного спина. При этом мюон часто оказывается способным с захватом электрона формировать атом мюония, сверхтонкие взаимодействия с соседними ядрами которого несут информацию о состоянии ближайшего окружения в данном веществе [12].

Цель настоящей работы состоит в исследовании молекулярной динамики в конденсированных средах, где основное внимание уделяется сверхбыстрым когерентным движениям молекул в жидкости, находящихся на основном молекулярном терме. При описании когерентных молекулярных движений, наводимых внешними возмущениями, часто можно пренебрегать слабой корреляцией между разными молекулярными движениями [4]. Это используется в первой части работы, где информация о нестационарных когерентных движениях молекул извлекается из откликов, регистрируемых время-разрешенным сверхбыстрым эффектом Керра [7]. Вторая часть работы посвящена изучению когерентной динамики молекулы мюония, сопровождающейся более медленными процессами переноса мюонной спиновой поляризации в ядерную подсистему. В обоих случаях рассматривается влияние внешнего поля и ближайшего окружения на состояние сложной многоуровневой системы. В первом случае поляризуемость жидкости зависит от когерентных колебательных и вращательных движений молекул, инициируемых лазерными импульсами. Во втором случае поляризация атома мюония изменяется за счет радиочастотного поля и сверхтонкого взаимодействия мюония с окружающими ядрами. Как видно, рассматриваемые системы имеют ряд серьезных отличий. Колебательно-вращательная молекулярная динамика происходит на фемто- и пикосекундных временах, спиновая динамика переноса поляризации происходит на микросекундной шкале времени; ядерные молекулярные колебания и спиновая динамика относятся к разным подсистемам, которые с большой точностью можно считать независимыми друг от друга; колебательно-вращательные движения чувствительны к электрической составляющей световых полей, динамика спиновой подсистемы определяется внешними и локальными магнитными полями. Однако, несмотря на разный характер данных систем, наблюдаемые сигналы представляют примеры активной когерентной спектроскопии молекул, свойства которых зависимы от влияния ближайшего окружения и параметров применяемых внешних электромагнитных полей. Изучение закономерностей формирования нестационарного отклика с применением данных спектроскопических методов, позволяет получать более полную картину динамики поведения сложных многоуровневых систем, каковыми являются атомы или молекулы, в конденсированной среде.

В обзорной главе 1 рассматриваются основные методы сверхбыстрой спектроскопии, основанные на pump-probe (импульс накачки - пробный импульс) оптической схеме, позволяющие исследовать когерентную молекулярную динамику в жидкости. Приводится подробное описание сверхбыстрой поляризационной время разрешенной спектроскопии и демонстрируются ее преимущества при регистрации сверхбыстрых молекулярных откликов. В главе 1 также рассматриваются имеющиеся теоретические подходы для интерпретации экспериментальных результатов. При этом обсуждаются трудности, связанные с неоднозначностью анализа наблюдаемых откликов, поскольку в настоящее время нет единого теоретического подхода описания молекулярной динамики в жидкости, наблюдаемой в экспериментах с регистрацией сверхбыстрого оптического эффекта Керра. В главе 2 предлагается теоретический подход, который связывает регистрируемый сигнал с основными параметрами молекул в изучаемой жидкости. Описание колебательно-вращательной молекулярной динамики основывается на кинетической теории жидкости, что позволяет однозначно моделировать наблюдаемые отклики молекулярных движений. Также предлагается теоретический подход для анализа отклика либраций молекул, имеющего наименьшее время релаксации и вызывающий наибольшие трудности при интерпретации экспериментальных результатов. В данном подходе быстрая релаксация наблюдаемого отклика связывается с процессами дефазировки когерентных молекулярных либраций, которые описываются спектральной функцией распределения либрационных частот. В главе 3 проводится моделирование экспериментального сигнала жидкостей сложных органических молекул бензонитрила и ортодихлорбензола на основании предложенного подхода. Также проводится анализ либрационной динамики молекул фюороформа (по результатам экспериментальной работы

13]), который позволил определить спектральную функцию либрационных частот, а также ряд других параметров. В главе 3 предлагается техника многоимпульсной накачки для осуществления селективного контроля когерентных движений молекул в жидкости в экспериментах сверхбыстрой поляризационной спектроскопии. Глава 4 посвящена изучению процесса передачи моюнной поляризации в ядерную подсистему, для регистрации которой используется техника вращения мюонного спина. Передача поляризации в рассматриваемой многоуровневой системе происходит за счет процессов кроссрелаксации благодаря сверхтонким взаимодействиям электронного спина со спинами мюона и ближайшего ядра [12]. При этом перенос поляризации оказывается эффективным в области квазипересечения уровней энергии общей квантовой системы. Для успешного наблюдения этого процесса вследствие ограниченной жизни мюона (2.2 мкс) необходимы большие сверхтонкие взаимодействия, что ограничивает круг изучаемых веществ. В главе 4 рассматривается возможность стимулировать поперечным радиочастотным полем скорость мюоной деполяризацию с целью увеличения чувствительности метода и получения дополнительной спектроскопической информации о системе мюоний + ядерные спины. Для этого проводятся аналитические и численные расчеты, демонстрирующие способность предлагаемой техники на порядок усиливать наблюдаемый сигнал что, таким образом, позволяет исследовать системы с небольшими сверхтонкими взаимодействиями.

Основные положения, выносимые на защиту диссертации

1. Теоретический подход для описания время-разрешенного сигнала сверхбыстрого оптического эффекта Керра, позволяющий проводить корректный анализ откликов колебательно-вращательной динамики молекул в жидкости на фемтосекундной временной шкале при любой задержке между накачивающим и пробным импульсами.

2. Теоретический подход для описания либрационных движений в жидкости, который позволил установить большую роль дефазировки когерентных либраций в быстром спаде либрационного отклика (за время менее 1 пс) молекулярной жидкости флюороформа и определить вид функции распределения либрационных частот.

3. Теоретический анализ техники многоимпульсной накачки в сверхбыстрых экспериментах с регистрацией оптического эффекта Керра, который показал возможность селективного контроля когерентных колебательно-вращательных молекулярных движений в жидкости, что, в частности, позволяет точнее идентифицировать наблюдаемые молекулярные отклики.

4. Теоретический анализ дополнительной радиочастотной деполяризации мюона в экспериментах по наблюдению процесса переноса мюонной поляризации в ядерную спиновую подсистему, который показал возможность многократного усиления наблюдаемого сигнала, что позволяет исследовать вещества со слабыми сверхтонкими взаимодействиями.

Личный вклад соискателя в положениях, выносимых на защиту диссертации

1. Теоретическое описание наблюдаемой величины в ОЭК экспериментах с учетом оптического гетеродинирования проводилось соискателем самостоятельно; моделирование отклика внутримолекулярных движений проводилось совместно с научным руководителем С.А.Моисеевым; моделирование отклика вращательной диффузии проводилось совместно с К.М.Салиховым. Численное моделирование ОЭК сигналов молекул бензонитрила, ортодихлорбензола и флюороформа проводилось соискателем самостоятельно. Результаты работы представлены в публикациях [А1, А2, АЗ].

2. Постановка задачи и выполнение теоретических расчетов проводились соискателем самостоятельно; анализ полученных результатов и оценка возможностей разработанного подхода проводилась под руководством научного руководителя С.А.Моисеева. Результаты работы представлены в [А4].

3. Идея многоимпульсной накачки в ОЭК экспериментах принадлежит научному руководителю С.А.Моисееву, численные расчеты соискателем были выполнены самостоятельно, оценка возможностей многоимпульсного возбуждения и обсуждение полученных результатов проводились совместно с научным руководителем. Результаты работы опубликованы в [А5, А6].

4. Идея радиочастотной деполяризации и постановка задачи принадлежат научному руководителю С.А.Моисееву; часть теоретических расчетов была сделана соискателем под руководством научного руководителя С.А.Моисеева; численное моделирование проводилось соискателем самостоятельно. Результаты работы опубликованы в [А7].

Новизна и практическая значимость работы

Настоящая диссертационная работа направлена на исследование многоуровневых молекулярных систем методом сверхбыстрой поляризационной спектроскопии и методом вращения моюнного спина. В ней предлагается теоретический подход для описания сигнала в экспериментах с регистрацией оптического эффекта Керра, позволяющий проводить корректный анализ возбуждаемых молекулярных откликов при любой задержке между накачивающим и возбуждающим импульсами. Одним из наблюдаемых молекулярных откликов являются когерентные либрации молекул в жидкости, имеющие сверхкороткое время релаксации менее 1 пс, в связи с чем вызывающие трудности при объяснении экспериментальных результатов. В настоящей диссертации предлагается модель либрационных колебаний молекул, основанная на введении функции распределения либрационных частот, отражающей локальные неоднородности жидкости, где быстрая релаксация либрационного отклика происходит за счет процессов дефазировки когерентных колебаний молекулы.

В диссертационной работе предлагается техника многоимпульсной накачки для возбуждения когерентных молекулярных движений в сверхбыстрых поляризационных экспериментах, возможности которой теоретически исследуются на примере модельных молекул, близких по параметрам к молекулам бензонитрила. Показано, что техника многоимпульсной накачки позволяет осуществлять селективный контроль отдельных когерентных молекулярных движений, что значительно увеличивает экспериментальные возможности по изучению сверхбыстрой молекулярной динамики методом регистрации оптического эффекта Керра.

Для изучения спиновой динамики взаимодействующего с ближайшим окружением мюония предлагается и теоретически рассматривается влияние дополнительного радиочастотного поля на процессы переноса моюнной поляризации в ядерную подсистему в условиях квазипересечения энергетических уровней. Показано, с помощью радиочастотного поля можно на порядок увеличить наблюдаемый сигнал, что дает возможность исследовать методами мюонной спектроскопии вещества со слабым сверхтонким взаимодействием.

Апробация

Результаты представленных в диссертации работ были доложены на следующих конференциях: Международная конференция по квантовой электронике 1С)ЕС (, Москва, 2002), Итоговая научная конференция КФТИ КНЦ РАН (Казань, 2002, 2003, 2004), Конференция молодых учёных КФТИ КНЦ РАН (Казань, 2003, 2004, 2005), Научная конференция молодых ученых научно-образовательного центра КГУ (Казань, 2002), Семинар по мюонной спектроскопии, проводимый в рамках Зимней Школы ПИЯФ РАН (Санкт-Петербург, 2003), X Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2003), Международная конференция молодых учёных и специалистов «ОПТИКА - 2003» (Санкт-Петербург, 2003), Конференция «Фундаментальные проблемы оптики ФПО-2004» (Санкт-Петербург, 2004), Конференция «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2005).

Исследования по диссертационной теме поддерживались стипендией молодых ученых некоммерческого фонда «Династия» и МЦФФМ, молодежным грантом «Фонда Поддержки Отечественной Науки», а также молодежными грантами СКОБ за 2002 и 2004 годы и стипендиями молодых ученных КФТИ за 2003 и 2004 годы.

Основное содержание диссертации опубликовано в 7 научных статьях и в трудах выше перечисленных конференций. Список авторских публикаций приведен в конце диссертации.

Основные выводы

Предложено теоретическое описание откликов молекулярных движений в жидкости в сигнале сверхбыстрого оптического эффекта Керра, на основании которого проведен анализ экспериментальных данных молекулярных жидкостей бензонитрила и ортодихлорбензола, который показал, что частоты внутримолекулярных колебаний этих молекул соответствуют осцилляциям бензольного остова и связанного с ним радикала. В случае бензонитрила таким радикалом является -СИ группа, а для ортодихлорбензола - два иона хлора -С/. Стационарный спектр рамановского рассеяния этих веществ даёт значения 170 см*1 для бензонитрила и 148 см"1 для ортодихлорбензола, что хорошо согласуется с ОГ-ОЭК данными. Несмотря на сходство изучаемых молекул, время релаксации вращательной диффузии бензонитрила оказывается в 2.5 раза больше времени релаксации ортодихлорбензола. Качественно это объясняется тем, что из-за относительно большой массы атома хлора, которая примерно в три раза превышает массу углерода или азота, момент инерции у молекулы ортодихлорбензола больше чем у бензонитрила.

Для изучения либрационной динамики молекул в жидкости был разработан теоретический подход, основанный на функции распределения либрационных частот, отражающей пространственную неоднородность межмолекулярных взаимодействий, формирующих локальный потенциал. Данный подход позволил выполнить детальный анализ спектральных свойств либрационных движений молекул флюороформа в жидкости, где быстрая релаксация (за время менее 1 пс) либрационного отклика объясняется дефазировкой когерентных колебаний благодаря неоднородному уширению либрационных частот. При этом установлено, что вид спектральной функции либрационных частот близок к максвелловскому типу, амплитуда либраций молекул не превышает 10°.

Теоретический анализ предложенной техники многоимпульсной накачки в сверхбыстрых экспериментах с регистрацией оптического эффекта Керра показал возможность селективного контроля когерентных колебательно-вращательных молекулярных движений в жидкости. На примере модельных молекул, близких по параметрам к молекулам бензонитрила и ортодихлорбензола с помощью разных сценариев накачивающей последовательности импульсов демонстрируется усиление или подавление разных активных рамановских колебательно-вращательных мод, что, в частности, позволяет выделять вклады отдельных молекулярных движений в совокупном регистрируемом ОГ-ОЭК сигнале.

Теоретические расчеты радиочастотной деполяризации мюона в экспериментах по наблюдению процесса переноса мюонной спиновой поляризации в ядерную спиновую подсистему показывают многократное усиление наблюдаемого сигнала в присутствии дополнительного радиочастотного поля, что дает возможность исследовать вещества со слабыми сверхтонкими взаимодействиями.

Благодарности

В заключение своей диссертации мне хочется выразить особую благодарность моему руководителю С.А.Моисееву за ценные научные дискуссии, определившие главное направление, основные методы и качество выполненной работы, а также за совместные научные исследований, без которых настоящая диссертация была бы невозможна. Я благодарен К.М.Салихову за направление моей деятельности в перспективную область сверхбыстрой молекулярной динамики, а также за плодотворные обсуждения при моделировании отклика вращательной диффузии. Я признателен В.В.Самарцеву за рецензирование мое й диссертации и пожелания, которые заметно улучшили текст данной работы. Хочется также отметить, что свободно заниматься научной работой позволила мне поддержка фонда «Династия», которому я очень благодарен.

Заключение

В данной диссертации представлено теоретическое исследование сложных многоуровневых молекулярных систем, взаимодействующих с ближайшим окружением. Такие системы определяют множество жизненно важных физических, химических и биологических процессов и являются предметом активного изучения с использованием разных спектроскопических методов. В данной работе рассматривается колебательно - вращательная динамика молекулярных систем в конденсированной среде, исследование которой основывается на методе поляризационной спектроскопии с регистрацией сверхбыстрого оптического эффекта Керра. Более медленные процессы спиновой динамики передачи мюонной поляризации в ядерную подсистему изучаются с использованием техники вращения спина мюона (рЖ техника), которая относится к методам магнитного резонанса. Теоретический анализ результатов экспериментальных исследований в обоих случаях связан с описанием поведения многоуровневых систем, взаимодействующих с ближайшим окружением.

Применение фемтосекундной поляризационной спектроскопии с регистрацией оптического эффекта Керра позволяет регистрировать время разрешенный ОГ-ОЭК сигнал, содержащий колебательно - вращательные молекулярные отклики. При этом часто возникают трудности, связанные с неоднозначной интерпретацией молекулярных откликов, поскольку, вопервых, ОГ-ОЭК сигнал имеет сложную структуру, которая определяется суперпозицией откликов электронной гиперполяризуемости, внутримолекулярных колебаний и вращательных движений. Во-вторых, в настоящее время не существует единого теоретического подхода для моделирования результатов ОЭК экспериментов. Наиболее последовательный подход и получивший наибольшее распространение основан на свойствах Фурье-преобразования [21, 66]. Он позволяет корректно выделять из ОГ-ОЭК сигнала диэлектрическую функцию отклика на временах, больше длительности импульса, и, таким образом, не отражает часть молекулярной динамики во время действия импульса накачки. В связи с этим в диссертационной работе предлагается теоретический подход, связывающий молекулярные параметры среды с ОГ-ОЭК сигналом, что дает возможность моделировать отклики отдельных молекулярных движений при любой задержке между накачивающим и пробным импульсами.

Возбуждение внутримолекулярных колебаний и вращательных движений в ОЭК экспериментах происходит по механизму рамановского рассеяния благодаря ширине фемтосекундного возбуждающего импульса. Для моделирования отклика внутримолекулярных движений используются методы теории рамановского рассеяния. Описание молекулярной динамики основывается на кинетической теории жидкости Френкеля, которая разделяет вращательные движения на два типа: вращательную диффузию и либрации молекул около равновесного положения. Описание вращательной диффузии основывается на теории Дебая, а для описания либрационного отклика единого последовательного теоретического подхода в настоящее время не существует. В связи с чем в настоящей диссертации предлагается теоретическое моделирование когерентных молекулярных либраций, наблюдаемых в ОЭК эксперименте, на основании спектральной функции распределения, введение которого связано с необходимостью учета неоднородности локального окружения и структуры жидкости на пикосекундных времнах.

Предложенный теоретический подход был использован при анализе ОГ-ОЭК сигнала молекулярных жидкостей бензонитрила, ортодихлорбензола и флюороформа, который показал перспективность применения техники многоимпульсного возбуждения в традиционных ОЭК экспериментах с возможностью селективного контроля отдельных когерентных молекулярных движений в жидкости. Анализ либрационных колебаний молекул флюороформа позволил установить вид функции распределения либрационных частот, который оказался близок к распределению Максвелла, что отражает трехмерных характер локальных неоднородностей в среде.

В традиционных {^И. экспериментах, основанных на методе вращения мюонного спина, деполяризация мюона обуславливается достаточно сильными сверхтонкими взаимодействиями, отражающими влияние ближайшего окружения на спиновое состояние мюона. В диссертации представлен теоретический анализ идеи С.А.Моисеева, заключающаяся в применении дополнительного поперечного радиочастотного поля для стимуляции процессов мюонной деполяризации. Для описания воздействия радиочастотного поля на систему мюоний + ядерный спин было проведено теоретическое исследование динамики многоуровневой системы, которая не может быть сведена к простой двхуровневой системе. Показано, что дополнительное радиочастотное поля в традиционных АЬС экспериментах позволяет в ряде случаев на порядок усиливать наблюдаемый сигнал, что открывает возможности для изучения широкого круга веществ со слабыми сверхтонкими взаимодействиями, недоступными для изучения методами традиционной АЬС спектроскопией.

1. Минкин В.И Теория строения молекул /В.И.Минкин, Б.Я.Симкин, Р.М.Миняев.- Ростов-н/Д: Феникс, 1997. - 558 с.

2. Jensen F. Introduction to computational chemistry / F.Jensen.- Chichester, New York, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto: John Wiley & Sons, 1999.-429c

3. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия /Н.Ф.Степанов.-М.: Мир, 2001.-519 с.

4. Mueller М. Fundamentals of Quantum Chemistry. Molecular Spectroscopy and Modern Electronic Structure Computations /M.Mueller.- New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow: Kluwer Academic/Plenium publishers, 2002. 265 c.

5. Кнорре Д.Г. Физическая химия /Д.Г.Кнорре, Л.Ф.Крылова, В.С.Музыкантов.- М.: Высшая школа, 1990. 416 с.

6. Reid G.D. Ultrafast Laser Technology and Spectroscopy (in Encyclopedia of Analytical Chemistry, ed. R.A.Meyers) /G.D.Reid, K.Wynne.- Chichester: John Wiley & Sons, 2000. 351 p.

7. Righini R. Ultrafast optical Kerr effect in liquids and solids /R.Righini //Science.- 1993.- V.262.- P.1389-1390.

8. Бучаченко А.Л. Магнитные и спиновые эффекты в химическихреакциях /А.Л.Бучаченко, Р.З.Сагдеев, К.М.Салихов.-Новосибирск: Наука, 1978. -296 с.

9. Салихов К.М. 10 лекций по спиновой химии /К.М.Салихов.- Казань: Унипресс, 2000. -143 с.

10. Ю.Керрингтон А. Магнитный резонанс и его применение в химии /А. Керрингтон, А.Д.Мак-Лечлан.- М.: Мир. 1970. 448 с.

11. П.Смилга В.П. Мюонный метод исследования вещества /В.П.Смилга, Ю.М.Белоусов,- М.: Наука, 1991. 351 с.

12. Patterson B.D. Muonium states in semiconductors /B.D.Patterson //Rev.of.Mod.Phys.- 1988.- V.60.- P.69-159.

13. Laurent T.F. The ulrafast optical Kerr effect in liquid fluoroform: an estimate of collision-induced contribution /T.F.Laurent, H.Henning, N.P.Ernsting, S.A.Kovalenko //Phys. Chem. Chem. Phys.- 2000.- V.2.-P.2691-2697.

14. Debye P. Nobel lectures. Chemistry 1922-1941 /Р. Debye.- Amsterdam: Elsevier Publishing Company, 1966.

15. Краснов K.C. Физическая химия. Кн.2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ /К.С.Краснов.- М.: Высшая школа, 1995. 319 с.

16. Lehn J.M. Supramolecular Chemistry. Concepts and Perspectives /J.M.Lehn.- Weinheim, New York, Basel, Cambridge, Tokyo: VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1995.-333 c.

17. Femtosecond chemical dynamics in solution. Wavepacket evolution and caging of l2 /Y.J.Yan, R.M.Whitnell, K.R.Wilson, A.H.Zewail //Chem. Phys. Lett.- 1993.- V.193.- P.402-412.

18. Fourkas J.T. Temperature-dependent ultrafast solvation dynamics in a completely nonpolar system /J.T.Fourkas, M.Berg //J. Chem. Phys.- 1993.-V.98.- P.7773-7785.

19. Direct femtosecond measurements of single collision dominated geminate recombination times of small molecules in liquids /B.J.Schwartz, J.C.King, J.Z.Zhang, C.B.Harris //Chem. Phys. Lett.- 1993.- V.203.- P.503-508.

20. Lenderink E. Picosecond photodissociation and geminate radical recombination in alkane solutions of tetraphenylhydrazine /E.Lenderink, K.Duppen, D.A.Wiersma// Chem. Phys. Lett.- 1993.- V.211.- P.503-510.

21. McMorrow D. Femtosecond Optical Kerr Studeis on the origin of the nonlinear responses in simple liquids/ D.McMorrow, W.T.Lotshaw, G.A.Kenney-Wallace// IEEE J.Quantum Electronics,- 1988.- V.24.- C.443-454.

22. Юз Д. Нейтронная оптика /Д.Юз.- М.: Наука, 1955. -586 с.

23. Тюфяков Н.Д. Основы нейтронной радиографии/ Н.Д.Тюфяков, А.С.Штань.- М.: Наука, 1975. 640 с.

24. Драго Р. Физические методы в химии /Р.Драго.- М.: Мир, 1981. 422 с.

25. Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии /Ю.А.Пентин, Л.В.Вилков.- М.: Мир, 2003. 683 с.

26. Davies М. Infrared Spectroscopy and Molecular Structure /M.Davies.-Amsterdam: Elsevier, 1963. 324 p.

27. Ахманов C.A. Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света /С.А.Ахманов, Н.И.Коротеев.- М.: Наука, 1981. 543 с.

28. Link S. Femtosecond spectroscopy /S.Link, H.Durr, W.Eberhardt //J. Phys.: Condens. Matter.- 2001.- V.13.- P.7873-7885.

29. Ахманов C.A. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов /С.А.Ахманов, В.А.Выслоух, А.С.Чиркин.- М.: Наука, 1988. 307с.

30. Ashmore P.G. Photochemistry and Reaction Kinetics /P.G.Ashmore, F.S.Dainton, T.M.Sugden.- Cambridge: Cambridge University Press, 1967. -412 p.

31. Mocker H.W. Mode competition and self locking effects in a Q -switched ruby laser /H.W.Mocker, RJ.Collins //Appl. Phys. Lett.- 1965.- V.7.- P.270-273.

32. DeMaria A.J. Self mode locking of laser with satureble absorbers /A.J.DeMaria, D.A.Stetser, H.Heynau //Appl. Phys. Lett.- 1966.-V.8.-P.174-147.

33. Irvine M.P. Detection of the inverted region in the photo-induced intramolecular electron transfer of capped porphyrins /M.P.Irvine, R.J.Harrison, G.S.Beddatd et. al. //Chem. Phys.- 1986.- V.104.- P.315-324.

34. Miller J.R. Effect of free energy on rates of electron transfer between molecules /J.R.Miller, J.V.Beitz, R.K.Huddleston //J.Am. Chem. Soc.-1984.- V.106, P.5057-5068.

35. Hyde M.G. Picosecond photodissociation and geminate radical recombination in alkane solutions of tetraphenylhydrazine /M.G.Hyde, G.S.Beddard //Chem. Phys.- 1991.- V.151.- P.239-248.

36. Fork R.L. Generation of optical pulses shorter than 0.1 psec by colliding pulse mode locking /R.L.Fork, B.I.Greene, C.V.Shank //Appl. Phys. Lett.-1981.- V.38.-P.671-672.

37. Valdmanis J.A. Design considerations for a femtosecond pulse laser balancing self phase modulation, group velocity dispersion, saturable absorption, and saturable gain /J.A.Valdmanis, R.L.Fork //IEEEJ. Quantum Electron.- 1986.- V.22.- P. 112-118.

38. Zewail A. The Chemical Bond. Structure and dynamics /A.Zewail.- Boston: Academic Press, 1992. 321 p.

39. Manz J. Femtosecond Chemistry /J.Manz, L.Woste.- Weinheim, New York, Basel, Cambridge, Tokyo: VCH, 1995. -376 p.

40. Spence D.E. 60-fsec pulse generation from a self-mode-locked Ti:sapphire laser/D.E.Spence, P.N.Kean, W.Sibbett//Opt. Lett.- 1991.-V.16.- P.42-45.

41. Pecourt J.M. DNA excited-state dynamics: ultrafast internal conversion and vibrational cooling in a series of nucleosides /J.M. Pecourt, J.Peon, B.Kohler //J. Am. Chem. Soc.- 2001.-V.123.-P.10370-10378.

42. Axt V. Femtosecond spectroscopy in semiconductors: a key to coherences, correlations and quantum kinetics /V.Axt, T.Kuhn //Rep. Prog. Phys.- 2004.-V.67.- P.433-512.

43. Ruhman S. Nonrelaxational inertial motion in carbon disulfide liquid observed by femtosecond time-resolved impulsive stimulated scattering

44. S.Ruhman, L.R.Williams, A.G.Joly, K.A.Nelson //J. Phys. Chem.- 1 987.-V.91.- P.2237-2240.

45. Ruhman S. Intermolecular vibrational motion in CS2 liquid at 165 300 K observed by femtosecond time-resolved impulsive stimulated scattering /S.Ruhman, B.Kohler, A.G.Joly, K.A.Nelson //Chem. Phys. Lett.- 1987.-V.141.- P. 16-24.

46. Ruhman S. Intramolecular and intermolecular dynamics in molecular liquids through femtosecond time-resolved implusive stimulated scattering /S.Ruhman, A.G.Joly, B.Kohler, L.R.Williams //Rev. Phys. Appl.- 1987.-V.22.- P.1717-1725.

47. Eichler H. Laser-Induced Dynamic Gratings /H. Eichler.- Springer-Verlag, 1986.-421 p.

48. Brown E. Femtosecond transient-grating techniques: Population and coherencedynamics involving ground and excited states /E.Brown, Q.Zhang, M.Dantus //J. Chem. Phys.- 1999.- V.l 10.- P.5772-5788.

49. Lakowicz J.R. Principles of Fluorescence Spectroscopy /R.J.Lakowicz.-New York: Plenum Press, 1983. 698 c.

50. Maker P.D. Intensity-Dependent Changes in the Refractive Index of Liquids /P.D.Maker, R.W.Terhune, C.M.Savage //Phys. Rev. Lett.- 1964.- V.12.-P.507-509.

51. Mayer G. Action d'uneonde lumineuse intense sur l'indice derefraction des liquids /G.Mayer, F.Gires // C. R. Acad. Sci. Paris.- 1964.- V.258.- P.2039 -2046.

52. Sala K. Optical Kerr effect induced by ultrashort laser pulses /K.Sala, M.C.Richardson //Phys. Rev. A.- 1975.- V.12.- P.1036-1047.

53. Ho P.P. Observation of broadened and oscillatory optically induced Kerr kinetics in neat liquids /P.P.Ho, P.Y.Lu, R.R.Alfano //Phys. Rev. A.- 1980.-V.21. P.1730-1734.

54. Ho P.P. Optical Kerr effect in liquids /P.P.Ho, R.R.Alfano //Phys. Rev. A.-1979.- V.20.- P.2170-2187.

55. Mukamel S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy /S.Mukamel.-New York: Oxford University Press, 1995. -543 c.

56. Eesley G.L. Optically heterodyned coherent Raman spectroscopy /G.L.Eesley, M.D.Levenson and W.T.Tolles //IEEE J.Quantum Electronics.-1978.- V.14.- P.45-49.

57. Levenson M.D. Polarization selective optical heterodyne detection for dramatically improved sensitivity in laser spectroscopy //M.D.Levenson, G.L.Eesley//Appl. Phys.- 1979.- V.19.- P.l-5.

58. Lobkov V.S. Molecular Dynamics of Benzonitrile and Dichlorbenzene Investigated by Femtosecond Optical Kerr Effect /V.S.Lobkov, S.A.Moiseev, V.G.Nikiforov et. al. //Laser Phys.- 2003.- V.13.- P.1138-1142.

59. Greene B.I. Direct measurement of a subpicosecond birefringent response in CS2 /B.I.Greene, R.C.Farrow //J. Chem. Phys.- 1982.-V.77.- P.4779-4780.

60. Бломберген H. Нелинейная оптика /Н.Бломберген.- M.: Мир, 1966. -424 с.

61. Ахманов С.А. Проблемы нелинейной оптики /С.А.Ахманов, Р.В.Хохлов,- М.: Академия наук СССР, 1965. 295 с.

62. Butcher P.N. The elements of nonlinear optics /P.N.Butcher, D.Cotter.-Cambridge University Press, 1990. 512 p.

63. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики /И.Р.Шен.- M.: Наука, 1989. -587с.

64. Palfrey S.L. Coherent interactions in pump-probe absorption measurements: the effect of phase gratings /S.L.Palfrey, T.F.Heinz //J. Opt. Soc. Am. B.-1985.-V.2.- P.674-680.

65. McMorrow D. Separation of nuclear and electronic contribution to femtosecond four-wave mixing date /D.McMorrow //Opt. Comm.- 1991.-V.86.- P.236-244.

66. McMorrow D. Intermolecular dynamics in acetonitrile probed with femtosecond Fourier-transform Raman spectroscopy /D.McMorrow, W.T.Lotshaw //J. Phys. Chem.- 1991.- V.95.- P.10395-10406.

67. McMorrow D. The frequency response of condensed-phase media to femtosecond optical pulses: spectral-filter effects /D.McMorrow, W.T.Lotshaw//Chem. Phys. Lett.- 1990.- V.174.- P.85-94.

68. Kohler B. Femtosecond molecular dynamics of liquid carbon disulphide at high pressure /B.Kohler, K.A.Nelson //J.Phys.: Condens. Matter.- 1990.-V.2, P.SA109-SA113.

69. Cang H. Orientational dynamics of the ionic organic liquid l-ethyl-3-methylimidazolium nitrate /H.Cang, J.Li, M.D.Fayer //J. Chem. Phys.-2003.- V.119.- P.13017-13023.

70. Cang H. Logarithmic decay of the orientational correlation function in supercooled liquids on the Ps to Ns time scale /H.Cang, V.N.Novikov, M.D.Fayer //J. Chem. Phys.- 2003.- V.l 18.- P.2800-2807.

71. Chang Y.J. Femtosecond dynamics of hydrogen-bonding solvents. Formamide and vV-methylformamide in acetonitrile, DMF, and water /Y.J.Chang, E.W.Castner, Jr. //J. Chem. Phys.- 1993.- V.99.- P.l 13-125.

72. Chang Y.J. Fast responses from "slowly relaxing" liquids: A comparative study of the femtosecond dynamics of triacetin, ethylene glycol, and water /Y.J.Chang, E.W.Castner, Jr. //J. Chem. Phys.- 1993.- V.99.- P.7289-7299.

73. Chang Y.J. Deuterium Isotope Effects on the Ultrafast Solvent Relaxation of Formamide and N,N-Dimethylformamide /Y.J.Chang, E.W.Castner, Jr. //J. Phys. Chem.- 1994.- V.98.- P.9712-9722.

74. Chang Y.J. Intermolecular Dynamics of Substituted Benzene and Cyclohexane Liquids, Studied by Femtosecond Nonlinear-Optical

75. Polarization Spectroscopy /YJ.Chang, E.W.Castner, Jr. //J. Phys. Chem.1996.- V.100.- P.3330-3343.

76. Smith N.A. Ultrafast Optical Kerr Effect and Solvation Dynamics of Liquid Aniline /N.A.Smith, S.Lin, S.R.Meech, K.Yoshihara //J. Phys. Chem. A.1997.- V.101.- P.3641-3645.

77. Smith N.A. Ultrafast Dynamics of Liquid Anilines Studied by the Optical Kerr Effect /N.A.Smith, S.Lin, S.R.Meech, H.Shirota, K.Yoshihara //J. Phys. Chem. A.- 1997.- V.101.- P.9578-9586.

78. Levenson M.D. Introduction to Nonlinear Laser Spectroscopy /M.D.Levenson, S.S.Kano.- Boston: Academic press, 1982. 624 p.

79. Ruhman S. Molecular dynamics in liquids from femtosecond time-resolved impulsive stimulated scattering /S.Ruhman, B.Kohler, A.G.Joly, K.A.Nelson //IEEE J. Quantum electron.- 1988.- V.QE-24.- P.470-481.

80. McMorrow D. Femtosecond Raman-induced Kerr effect. Temporal evolution of the vibrational normal modes in halogenated methanes /D.McMorrow, W.T.Lotshaw, G.A.Kenney-Wallace //Chem. Phys. Lett.-1988.- V.145.- 309-314.

81. Back R. Observation of low-frequency Raman modes in several halogenated methanes by the optical Kerr effect /R.Back, G.A.Kenney-Wallace, W.T.Lotshaw, D.McMorrow //Chem. Phys. Lett.- 1992.- V.191.- P.423-429.

82. Einstein A. Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen /A.Einstein HAnn. Phys.- 1905.- V.17.-P.549-561.

83. Debye P. Polar Molecules /P.Debye.- New York: Dover Publ. Inc., 1929. -587 p.

84. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкости /Я.И.Френкель.- М.: Издательство академии наук СССР, 1945. 422с.

85. Денисов Е.Т. Химическая кинетика /Е.Т.Денисов, О.М.Саркисов, Г.И.Лихтенштейн.- М.: Химия, 2000. 565с.

86. McConnell J. Rotational Brownian Motion and Dielectric Theory /J.McConnell.- London: Academic Press, 1980. 422 p.

87. Friedman J.S. Depolarized stimulated gain spectra of liquid CS2 and benzene at room temperature /J.S.Friedman, M.C.Lee, C.Y.She //Chem. Phys. Lett.-1991.- V.186.- P.161-169.

88. Бутиков Е.И. Оптика /Е.И. Бутиков.- M.: Высшая школа, 1986. 512 с.

89. Sergent M. Laser Physics /M.Sergent, M.Scully, W.E.Lamb Jr.- Wesley:

90. Addition Wesley Publishing company, Inc., Reading, Mass, 1974. 438 p.

91. Стейнфелд Дж. Лазерная и когерентная спектроскопия /Дж. Стейнфелд.-М.: Мир, 1982, 630с.

92. Леше А. Физика молекул /А.Леше.- М.: Мир, 1987. -228 с.

93. Stewart W.G. X-Ray Diffraction in Liquid Normal Paraffins /W.G.Stewart //Phys. Rev.- 1929.- V.31.- P.174-179.

94. Stewart W.G. X-Ray Diffraction in Liquids: A Comparison of Isomers of Normal Heptane and of Certain Carbon Chains /W.G.Stewart //Phys. Rev.-1929.- V.32.- P.153-161.

95. Stewart W.G. The Cybotactic (Molecular Group) Condition in Liquids; the Nature of the Association of Octyl Alcohol Molecules /W.G.Stewart //Phys. Rev.- 1929.- V.35.- P.726-732.

96. Денисов E.T. Кинетика гомогенных химических реакций /Е.Т.Денисов.- M.: Наука, 1978. 562 с.

97. Моисеев С.А. Селективная фемтосекундная спектроскопия молекул в многоимпульсной технике наблюдения оптического эффекта Керра /С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров //Квантовая электроника.- 2004.- Т.34.-С.1077-1083.

98. Molecular dynamics of acetophenone and its derivatives investigated by femtosecond optical Kerr effect spectroscopy and depolarized low-frequency Raman scattering /Y.Wang, K.Ushida, Y.Tominaga, A.Kira //Chem. Phys. Let.- 1999.- V.299.- P.576-582.

99. Голиков Г.А. Руководство по физической химии /Г.А.Голиков.- М.: Высшая школа, 1988. 383 с.

100. Nikiforov V.G. Molecular librations in a liquid investigated by ultrafast optical Kerr effect spectroscopy /V.G.Nikiforov, S.A.Moiseev //arXiv.org:physics/0601195. 2006.

101. Pitzer K.S. The Thermodynamics and Molecular Structure of Benzene and Its Methyl Derivatives /K.S.Pitzer, D.W.Scott //J. Am. Chem. Soc.- 1943.-V.65- P.803-808.

102. Pshenichnicov M.S. Coherent Control over Liouville-Space Pathways Interference in Transient Four-Wave Mixing Spectroscopy/ M.S.Pshenichnicov, W.P.Boeij, D.A.Wiersma //Phys. Rev. Lett.- 1996.-V.76.- P.4701-4704.

103. ЮЗ.Хьюз В. Мюоний /В.Хьюз //Успехи физических наук.- 1968.- Т. 95.-С. 528-545.

104. Kuno Y. Muon decay and physics beyond the standard model /Y.Kuno, Y.Okada //Rev. of Mod. Phys.- 2001.- V.73.- P. 151-202.

105. Hughes V.W. Anomalous g values of the electron and muon /V.W.Hughes, T.Kinoshita //Rev. of Mod. Phys.- 1999.- V.71.- P.S133-S139.

106. Schenck A. Muon Spin Rotation Spectroscopy: Principles and Applications in Solid State Physics /A.Schenck.- Bristol: Hilger, 1985. -583 p.

107. Proceeding of the Eighth International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance ^SR'99 //Physica В.- 2000.- V.289-290.

108. Modelling hydrogen in the group-Ill nitrides by its pseudo-isotope, muonium /S.F.J.Cox, P.J.C.King, W.G.Williams et.al. //Physica В.- 2000.289-290.- P.538.

109. Resolved nuclear hyperfine structure of a muonated free radical using level-crossing spectroscopy /R.F.Keifl, S.Kreitzman,M.Celio et.al. //Phys. Rev. A.- 1986.- V.34.- P.681-684.

110. Ernst R.R. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions /R.R.Ernst, G.Bodenhausen, A .Wokaun.- Oxford: Clarendon Press, 1987.-709 p.

111. Schweiger A. Principles of pulse electron paramagnetic resonance /A.Schweiger, G.Jeschke.- Oxford: University Press, 2001. 523 p.

112. Белоусов Ю.М. Мюонный акустический резонанс в полупроводниках и диэлектриках /Ю.М.Белоусов, В.П.Смилга //ЖЭТФ.- 1992.- Т. 102.-С.211.

113. ИЗ. Radio-frequency jxSR investigations on paramagnetic muonium centres in » crystalline silicon /O.Kormann, J.Major, I.D.Reid et.al. //Physica B.2000.- V.289-290.- P.530-533.

114. A novel set-up for fast muon-spin-rotation experiments /R.Scheuermann, H.Dilger, E.Roduner et al. //Physica В.- 2000.- V.289-290.- P.698-701.

115. Spin Echoes for /ASpin Spectroscopy /S.R.Kreitzman, D.L.Williams, N.Kaplan et.al. //Phys. Rev. Lett.- 1988.-V.61.- P.2890-2893.

116. Моисеев С.А. Мюонное спиновое эхо /С.А.Моисеев, Н.М.Сулейманов

117. Письма в ЖЭТФ.- 1996.- Т.64.- С.500-511.

118. Radio-frequency iSR experiments at the ISIS pulsed muon facility /S.P.Cottrel, S.F.J.Cox, J.S.Lord et.al. //Appl.Magn.Reson.- 1998.- V.15.-P.469.

119. Muon spin echo in zero external magnetic field /S.A.Moiseev,

120. R.G.Mustafin, V.G.Nikiforov, N.M.Suleimanov //Physical Review B.-2000.- V.61.- P.5891-5894.

121. Zero-field muon spin echo /N.M.Suleimanov, S.A.Moiseev, M.A.Clark-Gayther et.al. //Physica В.- 2000,- V.289-290.- P.676-680.

122. Список основных публикаций соискателя

123. Al. Femtosecond optical Kerr effect studies of the nonlinear responses of the liquids /D.M.Dunaev, V.C.Lobkov, S.A.Moiseev, V.G.Nikiforov //Technical Digest of International Quantum Electronics Conference, IQEC.- 2002.-P.459.

124. A3. Molecular Dynamics of Benzonitrile and Dichlorbenzene Investigated by Femtosecond Optical Kerr Effect /V.S.Lobkov, S.A. Moiseev, V.G.Nikiforov //Laser Physics.- 2003.- V. 13.- P. 1138-1152.

125. A4. Nikiforov V.G. Molecular librations in a liquid investigated by ultrafast optical Kerr effect spectroscopy /V.G.Nikiforov, S.A.Moiseev //arXiv.org:physics/0601195. 2006.

126. A5. Селективная многоимпульсная спектроскопия когерентных движений молекул в жидкости в технике оптического эффекта Керра /С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров, В.Л.Лобков, С.В.Контуров //Сборник трудов «Фундаментальные проблемы оптики 2004».- 2004.- С.278.

127. А6. Моисеев С.А. Селективная фемтосекундная спектроскопия молекул в многоимпульсной технике наблюдения оптического эффекта Керра /С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров //Квантовая электроника.- 2004.- Т.34.-С.1077-1082.

128. А7. Моисеев С.А. Радиочастотная деполяризация мюония в системе мюоний + ядерный спин. /С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров //ЖЭТФ.- 2003.- Т. 124.-С.1244-1254.