Reakce iontů s atomárním a molekulárním vodíkem — experimentální studie při teplotách 10–300 K

Školitel: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.
Konzultant: Doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.
Stav práce: volná

Anotace:

Vzhledem k vysoké populaci vodíku ve vesmíru mají srážky iontů s H a D atomy důležitou roli v astrochemii. Například přenos elektronu při reakci H⁺ s D nebo reakce H₃⁺ s D představují důležité kroky při formováni deuteriovaných molekul v mezihvězdných oblacích plynů. Přes svoji důležitost bylo provedeno jen málo experimentálních studií těchto reakcí při nízkých, tedy astrofyzikálně relevantních teplotách. Jako vhodný experiment se ukázala kombinace paprsku atomů s iontovou pastí. Atomy jsou vytvářeny disociaci H₂ ve výboji a následně ochlazeny prouděním přes nízkoteplotní trysku (10–300 K). Chladný atomární paprsek pak prochází iontovou pastí (10–300 K), kde probíhá studovaná reakce.

Jedním z problému navrhovaných k řešení v rámci disertační práce je studium výměny H/D při reakcích iontů s atomárním H a D a s molekulami H₂, D₂ a HD. Vzhledem k tomu, že se jedná o téměř termoneutrální procesy, jsou tyto reakce výrazně závislé na teplotě a na excitaci reaktantů. Navrhováno je studium reakcí: HeD⁺ s H a HeH⁺ s D; H^– s D; He⁺ s HD; N⁺ s HD atd.

Hlavní motivací je dopad předpokládaných výsledků na astrofyziku, fyziku vodíkového plazmatu a fundamentální charakter interakce iontů s atomárním vodíkem a deuteriem.

Naše pracoviště spolupracuje na řešení uvedené problematiky s mnoha zahraničními laboratořemi. Řešení projektu je podporováno granty GAČR a GAUK.

Literatura
Smith I.W.M., Low temperatures and cold molecules, World Scientific Publishing, Singapore 2008, ISBN 978-1-84816-209-9.
Ghosh P.K., Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1995.
Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.