Квантовая симметризация водородных связей во льду

В работе теоретически рассмотрена структура водородных связей во льду при учете квантового туннелирования протонов вдоль связей и кулоновского взаимодействия протонов различных связей. Показано, что при достаточно малых длинах водородных связей, ширина и высота потенциального барьера становятся настолько малыми, что туннелирование протонов вдоль связей приводит к образованию квантовых симметричных водородных связей. При выборе вариационной волновой функции протонов учитываются локальные корреляции, задаваемые правилами льда, что приводит к повышению вклада квантового туннелирования и к возможности экспериментального наблюдения эффекта симметризации при более низком значении давления, чем обычное приближение самосогласованного поля, используемое ранее. Квантовая симметризация водородных связей происходит при больших длинах водородных связей, т.е. при более низком давлении, чем классическая симметризация связей, обусловленная превращением потенциала протона в форму с одной ямой.