Ускорение конверсии ядерных спиновых изомеров молекул воды при их колебательном возбуждении

Молекулы воды существуют в природе в виде ядерных спиновых изомеров, различающихся между собой величиной полного спина ядер водорода: $I=1$ для орто-H$_2$O и $I=0$ для пара-H$_2$O. В работе теоретически исследовано влияние колебательного возбуждения молекулы на скорость конверсии ядерных спиновых изомеров. Обнаружено, что конверсия изомеров аномально ускоряется (примерно в $50$ раз), если возбуждено нормальное колебание $\nu_2$. В состоянии $2\nu_2$ спиновая конверсия ускоряется в $260$ раз по сравнению с основным состоянием молекулы. Эффект возникает из-за вращательного искажения молекулы воды и возникновения близких по энергии уровней орто- и параизомеров H$_2$O в колебательных состояниях $\nu_2$ и $2\nu_2$. Предсказанное ускорение конверсии в колебательно-возбужденных состояниях молекул воды можно применить для обогащения их спиновых изомеров лазерным излучением.