Введение к работе
Актуальность темы. Предметом данной работы является изуче-ше свойств киральных молекул, т.е. молекул обладающих свойствами >еркалыгон изомерии. Существование таких молекул в двух формах— іевой и правой—приводит к возникновению ряда интересных физиче-:кнх явлений, протекающих для разных изомеров по-разному. Часть та-;их явлений, оптическая активность и циркулярный дихроизм, известна і описана уже давно, некоторые из них начали обсуждаться сравнитель-ю недавно.
Интерес к свойствам оптических изомеров продиктован несколькими гричинами.
Ео-первых, киральные молекулы представляют собой интересный фи-шческий обьект, имитирующий эффекты несохранения четности. Од-іако по сравнению с несохранением четности в слабых взаимодействиях 'Ти эффекты значительно больше по величине, поскольку не содержат [охтояннон Ферми Gp-
Во-вторых, изучение свойств киральных молекул важно для решения [роблемы о причинах возникновения оптической активности в органиче-кой материи, интересной не только физикам. Решение этого вопроса, по овремеиным представлениям, неотделимо от проблемы возникновения кнрин вообще. Обсуждаемому в данной работе причинному механизму юзнпкновения право-левой асимметрии посвящено значительное число кспериментальных и теоретических работ.
В-третьих, киральные молекулы представляют собой уникальный физический объект, в котором нарушающее четность слабое взаимодействие приводит к появлению Р-нечетной разности уровней между правой и левой изомерными формами. Этот интересный эффект, предсказанный сразу после открытия несохранения четности в нейтральных токах, не обнаружен пока экспериментально. Теоретический расчет этого явления также чрезвычайно труден. В связи с этим представляется важным найти такие физические наблюдаемые, не связанные со слабым взаимодействием, экспериментальное изучение которых могло бы дать надежное предсказание величины эффекта и явиться первым шагом к эксперименту по поиску Р-нечетной разности уровнен.
В настоящей работе исследуются общие свойства киральных молекул и радикалов (молекул с неспаренным электронным спином). Полученные выводы и оценки эффектов основываются на достаточно реалистичных предположениях о виде межатомного взаимодействия в молекуле и потому справедливы для любых видов киральных молекул. В ряде конкретных, специально оговоренных случаев полученные выводы справедливы и для кристаллов, не обладающих центром инверсии.
Цель настоящей работы—решение ряда задач об общих свойствах молекул-стереоизомеров: определение высокочастотной асимптотики оптической активности и циркулярного дихроизма, нахождение асимметрии сечения рассеяния поляризованных частнц на киральных молекулах. В ней проводилось также систематическое описание явлений, связанных с внутримолекулярным спин-орбитальным взаимодействием.
Научная новизна. Найдена высокочастотная, и> ^> Ry, асимптотика оптической активности для случаев ориентированной и изотропной сред. Показано определяющее влияние спин-орбитального взаимодействия на оптическую активность при больших частотах.
Показана возможность определения Р-нечетной разности уровней изомеров по высокочастотной асимптотике оптического вращения. Матричный элемент, определяющий асимптотику, с точностью до общего множителя совпадает с Р-нечетной разностью уровней энергии изомеров, обусловленной слабым взаимодействием.
Построена простейшая модель киральной молекулы, позволившая определить высокочастотное поведение силы оптического вращения и циркулярного дихроизма.
Предсказан новый эффект поляризации фотоэлектронов при ионизации киральных молекул неполяризованным светом. Оценена величина эффекта.
Исследован вопрос о рассеянии продольно поляризованных заряжен-
ных частиц на киральных молекулах. Найдена асимметрия сечения ионизации для случая медленных поляризованных частиц и найдена зави-:имость сечения от скорости.
Показано наличие у киралыюго радикала экзотической электромагнитной характеристики—анапольного момента.
Практическая ценность результатов работы. Показана важность экспериментального исследования оптической активности приболь-пих частотах. Указана возможность извлечения из таких экспериментов информации об эффектах, связанных со слабым взаимодействием.
Показано, что асимметрия сечения рассеяния продольно поляриэо-заиных позитронов на киральных молекулах появляется в порядке а2, а іе а4, как это считалось в предыдущих исследованиях. Этот результат іредставляется важным в связи с заметной экспериментальной актнвно-:тью в этой области.
Апробация работы Результаты, полученные в диссертации, догадывались и обсуждались на сессии Отделения Ядерной Физики РіШ, іа семинарах в НЯФ СО РАН, в Мичиганском университете (г. Энн-ірбор, США), в Институте теории ядра при Вашингтонском университете (г. Сиэттл, США) в рамках программ "Фундаментальные снмме-?рии в ядрах" и "Ядерная физика в атомах и молекулах".
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вве-;ения, четырех глав и заключения, изложена на 51 листе машинописного екста и содержит 45 наименований библиографии.
