分子高振动-转动激发态结构中的复杂相互作用

本项目将使用把精确的实验测量所包含的重要物理信息与严格的理论研究的优点相结合的研究思想，以经证明并完善了的振动-转动能级的Herzberg型公式为基础，建立双原子分子振动-转动能级Evj与其所包含的纯振动能级Ev、 纯转动能级Ej和复杂的振转相互作用之间的新关系式； 建立从已知的精确实验能级中解出正确的纯转动能级Ej和复杂振转相互作用的新方法；建立包含了离心扭曲能量和其它复杂物理效应对应的转动能量（即转动能量的高阶小量）的纯转动能级Ej的新表达式。创建实施这些数理方法和新关系式的计算程序。 用建立的新方法、新公式和新计算程序研究一批双原子体系的高激发振动-转动能级Evj、纯转动能级Ej 和复杂的振转相互作用能；研究一定振动量子态v的纯转动能级Ej中的离心扭曲能量和其它复杂物理效应对应的高阶转动能量等高振动- - 转动激发态结构中的复杂物理效应。

该项目将双核电子体系振动—转动能级的展开式进行分析并重排后获得了它与纯振动能级、纯转动能级和复杂的振转相互作用能之间的新展开式。 建立了纯转动能级 的新表达式，它包含了刚性转子能量、 离心扭曲能量和其它复杂物理效应对转动能量的贡献。建立了使用已知实验振转能级求解能量展开系数、并由其获得纯转动能级和振转相互作用能的转动代数方法(AMr)。 使用新公式和AMr方法研究了两个双核体系，首次获得了隐含在其实验振转能级中的正确的纯转动能谱和振转相互作用能。研究表明: 1) 双核电子态体系的振转相互作用能在物理性质上是吸引的，并且是使得双核体系稳定的关键物理因素。2) 对质量较轻的双核电子态（转动分布几率最高）的低转动量子态，本项目获得的纯转动能级的精度至少比广泛使用的量子力学近似转动能级高了20%。 . 课题组正使用AMr方法继续研究一大批双核电子态的纯转动能级 和振转相互作用能等重要物理信息。 该项目还研究并解决了海量科学计算中复杂数值相互作用和数值误差引发的“蝴蝶效应”问题。