Глава 6. ЛАЗЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИМИ РЕАКЦИЯМИ. НЕЛИНЕЙНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Выше речь шла, в основном, о мономолекулярных процессах (диссоциации), протекающих по действием лазерного излучения.

При этом принципиальным условием для селективной лазерной

модификации молекулы была микроскопическая неравновесность - заселение выделенных степеней свободы молекулы.

Но, даже когда нет микроскопической неравновесности, огром­ные возможности для химической модификации дает т.н. лазерное управление химическими реакциями. Дело в том, что если лазерное излучение падает на систему, в которой уже протекают химиче­ские реакции, то могут возникать обратные связи между парамет­рами излучения и концентрациями реагентов. Это приводит к сложному поведению химической системы, в которой можно на­блюдать такие чисто физические эффекты, как автоколебания и предельные циклы, бифуркации, бистабильность и возникновение аттракторов. Таким образом, лазерное излучение управляет уже не столько структурой выбранных молекул, сколько самой эволю­цией химической системы.

Интересно, что математическое описание таких процессов ока­залось во многом уже известным: подобные явления изучались в теории нелинейных колебаний задолго до появления лазеров.

Здесь также важна параллель с биофизикой. Дело в том, что с точки зрения физики биологические объекты представляют собой не что иное, как системы взаимосвязанных химических реакций, стабилизированных именно обратными связями (отрицательные обратные связи определяют саморегуляцию организма, положи­тельные же лежат в самой основе существования биообъектов и определяют их эволюцию). То, что лазерное излучение может «включать» дополнительные обратные связи в системах химиче­ских реакций могло бы стать основой для понимания биологиче­ского действия лазерного излучения.

Итак, для анализа таких процессов нам вначале понадобятся сведения из теории нелинейных колебаний. При этом важно пони­мать, откуда появляется нелинейность, приводящая к столь слож­ному поведению химических систем.