Бурное развитие лазерных технологий привело к существенному повышению объема и точности фундаментальных
спектральных измерений, проводимых в лабораторных условиях на изолированных атомах и молекулах в газовой
фазе, а долгожданное введение в эксплуатацию новых телескопов наземного и космического базирования
существенно расширило возможности наблюдательной астрономии во всех областях электромагнитного спектра.
Неуклонный рост точности измерений спектроскопических данных предъявил беспрецедентно высокие требования к
точности теоретических методов, используемых для описания структурно-динамических свойств атомно-
молекулярных ансамблей на спектроскопическом уровне точности. Для однозначной интерпретации регистрируемых
в лаборатории и космосе спектров высокого и сверхвысокого разрешения требуется, очевидно, обязательный учет
тонких релятивистских эффектов, включая различного рода квантовоэлектродинамических (КЭД) поправок.
Помимо исследования энергетических и радиационных свойств нейтральных атомно-молекулярных ансамблей
предполагается изучение безбарьерной кинетики связанных с ними ион-атомных и ион-молекулярных реакций,
критичных для понимания путей химической эволюции крайне разреженной (бесстолкновительной) межзвездной
среды. Предлагаемые для изучения ион-атомные столкновения могут быть крайне востребованы для моделирования
химического воздействия потока космических «лучей» (по факту заряженных частиц движущихся с релятивистскими
скоростями) с газофазной компонентой межзвездной среды. С фундаментальной точки зрения, ион-атомные
столкновения играют важную роль для изучения релятивистской квантовой динамики электронов в присутствии сильных
электромагнитных полей [Eichler, Meyerhof, Relativistic Atomic Collisions (Academic Press, San Diego, 1995)]. Более того,
если суммарный заряд сталкивающихся ядер достаточно велик, может наблюдаться фундаментальный процесс
спонтанного рождения электрон-позитронных пар [Я. Б. Зельдович, В. С. Попов, УФН 105, 403 (1971); W. Greiner, B.
Mueller, J. Rafelski, Quantum Electrodynamics of Strong Fields (Springer-Verlag, Berlin, 1985)]. Таким образом, эти
столкновения предоставляют уникальные условия для тестирования квантовоэлектродинамических эффектов в
сверхкритических полях. Необходимо отметить, что недавно была продемонстрирована теоретическая возможность
наблюдения спонтанного распада вакуума (спонтанное рождение электрон-позитронных пар) в низкоэнергетических
столкновениях тяжелых ионов, по анализу полной вероятности рождения пар в зависимости от зарядов и траекторий
сталкивающихся ядер [I.A. Maltsev et al., Phys. Rev. Lett. 123, 113401 (2019); R.V. Popov et al., Phys. Rev. D 102, 076005
(2020)]. Таким образом, соответствующие теоретические исследования, направленные на всестороннее изучение
различных процессов в ион-атомных и ион-молекулярных столкновениях, чрезвычайно востребованы.
Данный междисциплинарный проект основан на объединении усилий физиков-теоретиков, специализирующихся в
области квантовой электродинамики, и молекулярных спектроскопистов-химиков, занимающихся количественной
интерпретацией астрохимических наблюдений, для построения строгих квантовомеханических моделей способных
описать наблюдаемые энергетические, радиационные и столкновительные свойства астрохимически важных атомов и
молекул на требуемом (экспериментальном) уровне точности.