論文の概要: \textit{Ab initio} quantum scattering calculations and a new potential energy surface for the HCl($X^1\Sigma^+$)-O$_{2}$($X^3\Sigma^-_g$) system: collision-induced line-shape parameters for O$_{2}$-perturbed R(0) 0-0 line in H$^{35}$Cl

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.08413v1
• Date: Fri, 15 Sep 2023 14:18:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-18 14:32:45.580160
• Title: \textit{Ab initio} quantum scattering calculations and a new potential energy surface for the HCl($X^1\Sigma^+$)-O$_{2}$($X^3\Sigma^-_g$) system: collision-induced line-shape parameters for O$_{2}$-perturbed R(0) 0-0 line in H$^{35}$Cl
• Title（参考訳）: HCl($X^1\Sigma^+$)-O$_{2}$($X^3\Sigma^-_g$)系に対する新しいポテンシャルエネルギー曲面と量子散乱計算: H$^{35}$ClにおけるO$_{2}$-摂動R(0)0-0線に対する衝突誘起線状パラメータ
• Authors: Artur Olejnik (1), Hubert J\'o\'zwiak (1), Maciej Gancewski (1), Ernesto Quintas-S\'anchez (2), Richard Dawes (2), Piotr Wcis{\l}o (1) ((1) Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Nicolaus Copernicus University in Toru\'n, Poland (2) Department of Chemistry, Missouri University of Science and Technology, USA)
• Abstract要約: 空気関連分子によって摂動されたH$35$の純粋な回転線形状の衝突摂動に関する最初の完全な量子計算を報告する。 この結果は、地上大気の重要分子系に対する正確なテキスト・アブ・イニシアチブ線形状パラメータを持つデータベースの計算人口に向けて重要なステップとなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5360099819403186
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The remote sensing of abundance and properties of HCl -- the main atmospheric reservoir of Cl atoms which directly participate in ozone depletion -- are important for monitoring the partitioning of chlorine between "ozone-depleting" and "reservoir" species. Such remote studies require knowledge of the shapes of molecular resonances of HCl, which are perturbed by collisions with the molecules of the surrounding air. In this work, we report the first fully quantum calculations of collisional perturbations of the shape of a pure rotational line in H$^{35}$Cl perturbed by an air-relevant molecule (as the first model system we choose the R(0) line in HCl perturbed by O$_2$). The calculations are performed on our new highly-accurate HCl($X^1\Sigma^+$)-O$_2$($X^3\Sigma^-_g$) potential energy surface. In addition to pressure broadening and shift, we determine also their speed dependencies and the complex Dicke parameter. This gives important input to the community discussion on the physical meaning of the complex Dicke parameter and its relevance for atmospheric spectra (previously, the complex Dicke parameter for such systems was mainly determined from phenomenological fits to experimental spectra and the physical meaning of its value in that context is questionable). We also calculate the temperature dependence of the line-shape parameters and obtain agreement with the available experimental data. We estimate the total combined uncertainties of our calculations at 2\% relative RMSE residuals in the simulated line shape at 296~K. This result constitutes an important step towards computational population of spectroscopic databases with accurate \textit{ab initio} line-shape parameters for molecular systems of terrestrial atmospheric importance.
• Abstract（参考訳）: オゾンの枯渇に直接関与するCl原子の主要な大気貯留層であるHClの量と性質のリモートセンシングは、「オゾンの枯渇」種と「貯水池」種の塩素の分配を監視する上で重要である。 このような遠隔研究は、周囲の空気の分子との衝突によって摂動するHClの分子共鳴の形状の知識を必要とする。 本研究では,空気関連分子によって摂動されるh$^{35}$clにおける純回転線形状の衝突摂動に関する最初の全量子計算を報告する(第1模型系として,o$_2$で摂動したhclのr(0)線を選択する)。 計算は我々の新しい高精度HCl($X^1\Sigma^+$)-O$_2$($X^3\Sigma^-_g$)ポテンシャルエネルギー面上で行う。 圧力の広がりとシフトに加えて、その速度依存性と複雑なディッケパラメータも決定する。 これは、複素ディッケパラメータの物理的意味とその大気スペクトルとの関連に関するコミュニティの議論に重要なインプットを与える(以前は、これらのシステムの複素ディッケパラメータは、主に実験スペクトルへの現象学的適合と、その文脈におけるその値の物理的意味が疑わしい)。 また,線状パラメータの温度依存性を計算し,利用可能な実験データとの一致を求める。 本研究では,シミュレーション線形状の相対rmse残差が296~kの計算結果の総和不確かさを推定した。 この結果は、地上大気の重要分子系に対する正確な線形状パラメータを持つ分光データベースの計算人口に向けて重要なステップとなる。

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