Reakce iontů s molekulami při kryogenních teplotách

Student: Michal Hejduk
Školitel: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.
Konzultant: Mgr. Radek Plašil, Ph.D.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Mezi nejdůležitější astrofyzikálně relevantní elementární procesy patří reakce iontů H3+ (a jeho isotopových variantů) s atomárním a molekulárním vodíkem (deuteriem). Při teplotách 10-300 K je rychlost těchto reakcí závislá na vnitřní excitaci iontů H3+ (para a orto stavu) a v případě reakcí s molekulami H2 také na vnitřní excitaci (para a orto stavu) těchto molekul. Studium těchto procesů vyžaduje vytvoření, záchyt, chlazení a udržení těchto iontů v iontové pasti a jejích spektroskopickou identifikaci (metoda LIR). Jako iontová past bude používán 22 – pól (RF past) umístěný na hlavě kryostatu. Ionty budou formovány v externím zdroji, vstřikovány do pasti a chlazeny srážkami s heliem. Pastí bude procházet paprsek atomárního nebo molekulárního vodíku s teplotou 10-300 K. Rotační excitace a kinetická energie zachycených iontů (reaktantů i produktů) bude určována pomocí absorpční spektroskopie.

Cílem práce je sestavit aparaturu (obsahující iontový zdroj, iontovou past a detektor iontů) vhodnou pro studium reakcí iontů H3+. Součástí aparatury bude i nízkoteplotní (10-300 K) paprsek atomárního a molekulárního vodíku. Část aparatury bude přivezena z TU Chemnitz a bude nutné jen její sestavení a testování. Součástí práce bude celkové oživení a charakterizace aparatury. Hlavní náplní práce bude studium reakcí para/orto H3+ s atomárním a molekulárním vodíkem při kryogenních teplotách.

Předpokládané znalosti: Základní znalosti o fyzice plazmatu, elektronice a vakuové technice a diagnostice plazmatu (možno získat během prvního roku studia navštěvováním doporučených přednášek), experimentální zručnost, motivace.