一氧化碳主要同位素形式的更新线列表

《Journal of Molecular Spectroscopy》：Updated line list for the principal isotopologue of carbon monoxide

同位素光谱学研究中更新了CO的谱线数据库，采用新型偶极矩函数模型结合3-0和7-0波段的新高精度实验数据，排除了存在系统误差的1-0波段旧数据，显著提高了对3-0和7-0波段的理论预测精度，并对8-0等高 overtone带的强度进行验证。

　　

弗拉基米尔·G·乌沙科夫 | 埃米尔·S·梅德韦杰夫

俄罗斯科学院化学物理与药物化学问题联邦研究中心（前化学物理问题研究所），142432切尔诺戈洛夫卡，俄罗斯联邦

摘要

本文作者之前计算出的CO主要同位素体的线列表（Medvedev, 2022; Ushakov, 2022）使用了不规则偶极矩函数（DMF），现在根据最近在3-0（Bielska等人，2022; Hodges等人，2025）和7-0（Balashov等人，2023）带的高精度测量结果进行了更新。新数据与1-0带的实验数据（Zou和Varanasi, 2002; Devi等人，2018）存在矛盾。因此，我们对Meshkov等人（2022）的原始数据集进行了多次模型DMF拟合，包括了上述新数据，并排除了1-0带的数据。更新后的线列表采用了不规则DMF进行计算。特别是，与最近的高精度从头算（ab initio）计算结果（Bielska等人，2022）在3-0带上有极好的一致性，并对1-0带和8-0带的预测进行了概述。在HITRAN数据库的新更新中（Gordon等人，2025），还公布了冷态和热态基频带的新高精度测量结果。这些数据发布后，将会与我们的新线列表预测进行比较。

引言

最近，Hodges等人（2025）[1]（Hodges25）报告了3-0带跃迁前所未有的高精度强度测量结果，他们还整合并分析了Bielska等人（2022）[2]（Bielska22）的早期数据；Balashov等人（2023）[3]（Balashov23）首次测量了7-0带跃迁。这些新数据提出了两个问题：1）我们之前发表的计算强度（Meshkov等人[4]（Meshkov22；Medvedev和Ushakov [5]（Medvedev&Ushakov22））与这些新数据是否一致？2）利用这些新数据，是否可以通过新的拟合显著改进线列表？

章节摘录

初步说明

我们首先讨论1-0带，因为它在新拟合中起着特殊的作用。我们之前发布的线列表[4]、[5]、[6]是基于使用Zou和Varanasi（2002）对99.97%富集样品[7]（Zou02）以及Devi等人（2018）对天然样品[8]（Devi18）的数据进行的拟合。这两项测量得到的强度（根据HITRAN的规定，将Zou02的数据从丰度0.9997重新计算为天然丰度0.986544）比

拟合

我们的拟合方法使用了几种具有不同分析特性的模型DMF，以满足计算出的强度在某种程度上不依赖于所使用模型的明显要求。

我们将拟合三种模型DMF：$d\left(r\right)$：上述的正则[4]和不规则[5]、[6] DMF，以及一个在复平面上有五对共轭极点的有理DMF[5]。所有这些DMF都满足以下限制条件[10]、[11]：$d\left(r\right)$在$r\to 0$以及$r\to \mathrm{\infty }$和$d4$

拟合函数的分析

第3节中考虑的三个拟合模型DMF如图9所示。从定性上看，它们与图5中的相同。所有这些DMF都能很好地描述实验数据，如图10和图11所示的3-0带和7-0带。对于图12中的1-0带，所有DMF的预测相似，但由于系统实验误差，与Zou02和Devi18的实验结果的一致性较差。

对于不规则DMF，拟合2的质量

高阶泛音的预测

图11显示，使用当前三种DMF计算的7-0带强度在实验不确定性范围内与实验结果一致。图17显示，不规则和有理DMF对未观测到的跃迁的预测在1%的范围内相似。$m\in [-150,70$，远离异常点$m=94$，而正则DMF的差异则显著较大。

图18和图19显示了8-0带的相对和绝对预测。值得注意的是，不规则和有理DMF

结论

主要结论是，之前关于1-0带的数据[7]、[8]与新的高精度数据[1]、[2]、[3]存在矛盾。因此，旧数据已被排除在参考文献[5]中构建的不规则DMF的新拟合之外。另一个重要问题是，参考文献[4]中指定的并在[5]中使用的从头算（ab initio）DMF的不确定性太低，因此在新的拟合中大幅增加了这些不确定性。结果，所有的实验和理论数据都得到了很好的描述

CRediT作者贡献声明

弗拉基米尔·G·乌沙科夫：可视化、验证、软件开发、调查、形式分析、数据管理。埃米尔·S·梅德韦杰夫：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、项目管理、形式分析、概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作是在俄罗斯联邦科学与教育部的项目支持下完成的，国家注册编号为124013000760-0。