С.М. Першин, Т.Г. Адикс, В.А. Лукьянченко, Р.Р. Нигматуллин, А.А. Потапов

Показано, что температурная (в интервале 13 - 99 °С) эволюция ОН полосы комбинационного рассеяния (КР) на валентных ОН колебаниях молекул воды (Н2О) изучалась новым методом разделения экспериментальных спектров на две составляющие: сглаженное обобщенное среднее и остаточный спектр модуляций огибающей полосы; проведено сопоставление данного метода с предложенным ранее подходом распознавания объекта по радиолокационным импульсам, рассеянным шероховатой поверхностью, которые представляются в виде суммы двух частей: с гауссовской и негауссовской статистикой; показано, что введение параметра обобщенного среднего является более «мягким» условием, поскольку снимает требование на характер статистики сигнала или его составной части; применение именно этого подхода позволило обнаружить, что флуктуирующая часть ОН полосы, определяющая модуляцию огибающей, содержит две доминирующие компоненты ~3200 и ~3450 см-1; сравнение этих частот с частотами многомерных кластеров молекул воды, измеренных ранее в молекулярных пучках, показало, что они соответствуют гексамерным (льдоподобным) и тетрамерным молекулярным комплексам; впервые, насколько известно, установлено, что повышение температуры воды вплоть до кипения (99 С) приводит к уменьшению амплитуды компоненты льдоподобных комплексов и, напротив, к увеличению амплитуды тетрамерных комплексов без заметного изменения частоты этих компонент, при этом частота центра обобщенного среднего ОН полосы смещается в высокочастотную область с коэффициентом ~1 см-1град-1; обнаруженные особенности интерпретированы как спектральное проявление существования в воде устойчивых водородосвязанных молекулярных комплексов подобных льду, вклад которых уменьшается с повышением температуры до 99 С, но остается значимым; доказательно сформулирована гипотеза, что обнаруженные спектральные компоненты ~3200 и ~3450 см-1 отражают эволюцию отношения пара/орто спин-изомеров Н2О в воде, соответственно, отношение амплитуд которых перед испарением стремится к величине 1:3 равновесного значения в газе молекул, при этом в области 0 С это отношение стремится к величине 1:1, а после кристаллизации инвертируется до значения ~ (3:1)