Введение к работе
Последние десятилетия характеризуются обращением все большего числа исследователей к проблеме влияния магнитного поля на элементарные процессы в конденсированной фазе (в твердых молекулярных телах и в жидких растворах). В эти годы были открыты и поняты некоторые механизмы влияния магнитного поля на молекулярном уровне, что позволило поставить эту проблему на прочную научную основу. Большое развитие получили методы исследования механизма неравновесных процессов, идущих на молекулярном уровне с участием парамагнитных частиц, основанные на модуляции внешним магнитным поле*м скорости этих процессов. Чувствительностью к магнитному ПОЛЮ обладают реакции* в ходе которых образуется пара (или комплекс) реагирующих друг с другом парамагнитных частиц (радикалов, ион-радикалов, трнплетных молекул и т. д.). Изучение таких промежуточных, короткоживущих состояний, время жизни которых меньше времени спин-решеточной релаксации, и является одной из '"центральных проблем химической физики.
Обнаружение механизмов влияния постоянного и переменного магнитных полей на скорости элементарных процессов открыло принципиально новые возможности для исследования промежуточных, короткоживущих состояний, определяющих во многих случаях кинетику сложных многостадийных гомогенных и гетерогенных химических реакций. Одним из методов изучения проблем химической физики является спектроскопия РИДМР (RYDMR - Reaction Yield Detected Magnetic Resonance - магнитный резонанс, детектируемый по выходу продуктов реакции), позволяющий исследовать быстролротекающие процессы и реакции, характерные времена которых меньше времени спин-решеточной релаксации. С помощью спектроскопии РИДМР можно не только регистрировать короткожіївущне пары парамагнитных частиц, но и определять их структуру, время жизни, такие параметры, как &g ,
константы СТВ, получать информацию о роли промежуточных пар частиц » процессах переноса электрона » энергии в веществе и т, д.
Аналш экспериментальных и теоретических результатов по применению спектроскопии РИДМР езидетельствуег о большой информативности этого нового направлення в магнитной
радиоспектроскопии, что и определяет перспективность его для исследования широкого класса задач химической физики.
Целью диссертационной работы являегся:
1. Построение метода расчега, более приспособленного, чем
известные традиционные методы, к исследованию задач но иапштньш
эффектам и РИДМР-спектроскопии с вреыенныи разрешением и
применение его для конкретных задач.
-
Проверка предлагаемого метода на задачах по спектроскопии РИДМР, решенныхранеетрадиционными негодами.
-
Изучение спектров квантовых биений и спектров РИДМР для обнаружения структурной перестройки в комплексах парамагнитных частиц, происходящей за время их жизни (в случаях Ag- » СТВ-
иехашюмов спиновой конверсии).
-
Исследование обменного механизма спиновой конверсии на примере простейшего парамагнитного комплекса. Моделирование аагшгаюго спинового катализа.
-
Интерпретация эффекта влияния постоянного магнитного поля на образование тркплетного дифешшметилена в твердой фазе.
-
Рассмотрение импульсного воздействия переменного магнитного поля на спектры квантовых биений и на скорость вероятности рекомбинации РП.
Научная новизна работы состоит в том, что предлагается метод расчета магнитных эффектов, основанный . на использовании символического решения стохастического уравнения Лиувилля и уравнения движения для оператора эволюции спиновой системы, который более удобен (по сравнению с традиционными) для решения задач по РИДМР-снехтроскопии с временный разрешением, При расчете спектров РИДМР и спектров квантовых биений данный метод приводит к уменьшению числа связанных уравнений, необходимых для получения конечного результата, в л/7/ раз (где Аг - число связанных уравнений в традиционном методе).
Показано, что этот кегод позволяет решить широкий круг задач по РПДМР-спгкгроскошш и магніггньїн эффектам.
Предсказан м интерпретирован эффект "возгорания" сигнала квантовых биений, заключающийся в увеличении его интенсивности «а ббльших временах под влиянием переменного магнитного поля (для РП с сннглетным и триплетним предшественником).
Предсказана возможность управления эффектом "возгорания" сигнала квантовых биений с помощью импульсного воздейсгвня переменного магнитного поля, что позволяет использовать их для определения иомеита и факта структурной перестройки, произошедшей за время жизни промежуточного комплекса парамагнитных частиц. Показано, что импульсные методы воздейсгвня могут быть применены для изменения вероятности рекомбинации РП.
Показана высокая чувствительность спектров РИДМР и спектров свантовых биений к структурным изменениям в комплексах іараиапіитньїх частиц, достаточная для их экспериментального обнаружения.
Предложенный в диссертации метод может быть использован для гешеиия многочисленных задач по спектроскопии РИДМР с временным іазрешением.
Полученные результаты представляют практический ' интерес, юсхольку дают возможность более детально изучать промежуточные :ороткож!гаущие стадии химических и биологических процессои.
Основные результаты диссертационной работы докладывались с< бсуждаллсъ иа:
XXX - XXXII Ежегодных научных конференциях факультета изико-иатематнчеокнх и естественных наук РУДН (1994 - !99б г.г.)
Ежегодной научной конференции Института химической физики м. Н.Н.Сеиенопа РАН (15-17 нарта 1995 г.)
Международной конференции "Математика, компьютер, ирззозанке" (г. Дубна, 29 января - 3 февраля 3996 г.)
- научных семинарах кафедры экспериментальной физики РУДН
995 г.).
Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в 10 научных работах (из них одна в международном издании), список которых приводится в конце автореферата.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий" объем работы составляет ІЄІ. страницу, включая рисунке; библиография насчитывает 4S наименований.
