Совместные исследования ученых Томского государственного университета и Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН вошли в перечень важнейших фундаментальных результатов 2025 года по профилю Объединённого учёного советом по физическим наукам СО РАН. В рейтинговый список включены сразу два результата, выполненные при ключевом участии коллективов физического факультета ТГУ.
Беспроводная побайтовая передача цифрового сигнала, мультиплексированного по величине орбитального углового момента
Работа посвящена разработке метода беспроводной побайтовой передачи цифрового сигнала, мультиплексированного по величине орбитального углового момента (ОУМ) электромагнитной волны. Со стороны ТГУ работы выполнялись под руководством доктора физико-математических наук Петра Олеговича Казинского, профессора кафедры квантовой теории поля физического факультета ТГУ.
В рамках исследования предложена оригинальная оптическая схема передачи информации, основанная на когерентном объединении восьми лазерных пучков с различными значениями ОУМ. Теоретически и численно показана возможность побайтовой передачи данных — от 0 до 255 за один цикл — с чётким разделением восьми независимых информационных каналов. Моделирование демонстрирует резкое снижение перекрёстных помех по сравнению с традиционными методами модового мультиплексирования и потенциальную скорость передачи, ограниченную лишь быстродействием модуляторов (порядка 10⁻¹¹ с).
Работа выполнялась в коллаборации с ИОА СО РАН и при участии коммерчески заинтересованного индустриального партнёра — компании Radar MMS, что подчёркивает прикладной потенциал разработанного подхода для систем оптической и атмосферной связи, включая авиационные и космические приложения. Результаты опубликованы в престижном международном журнале Applied Optics.
Наиболее полные и точные данные по интенсивностям линий и уровням энергии молекулы озона от терагерцового диапазона до порога диссоциации из экспериментов и ab initio теории
Результат связан с получением наиболее полного и точного на сегодняшний день набора данных по интенсивностям спектральных линий и уровням энергии молекулы озона — от терагерцового диапазона до порога диссоциации. Одним из ключевых авторов работы является доктор физико-математических наук Владимир Григорьевич Тютерев, главный научный сотрудник лаборатории квантовой механики молекул и радиационных процессов физического факультета ТГУ.
Впервые выполнены ab initio расчёты абсолютных интенсивностей линий с точностью лучше 1 % для сильных полос в терагерцовом и инфракрасном диапазонах. Эти расчёты были подтверждены серией совместных высокоточных экспериментов, проведённых в коллаборации с CNRS (Франция) и DRL (Германия). В результате сформирован уникальный массив данных, включающий точный набор 28 572 квантовых уровней энергии основного электронного состояния молекулы озона вплоть до 96,7 % порога диссоциации D0.
Включение полученных данных в международные спектроскопические базы S&MPO и HITRAN позволило существенно повысить согласованность дистанционных измерений содержания озона: расхождения снижены в 2.7 раза, 1.9 раза и в 2.1 раза для лабораторных, баллонных и наземных измерений телескопами (отчет Cal. Tech & JPL NASA). Эти результаты имеют ключевое значение для интерпретации спутниковых данных, атмосферного мониторинга и моделирования фотохимических процессов в верхних слоях атмосферы.
Включение сразу двух работ с активным участием физического факультета ТГУ в список важнейших фундаментальных результатов СО РАН 2025 года подтверждает высокий международный уровень исследований, проводимых в университете, и стратегическую значимость сотрудничества с академическими и индустриальными партнёрами.