Original title: Studium interakcí iontů s molekulárním vodíkem v závislosti na jaderném spinu při teplotách relevantních pro astrochemii
Translated title: Study of state selected interactions of ions with molecular hydrogen at temperatures relevant to astrochemistry
Authors: Zymak, Illia ; Glosík, Juraj (advisor) ; Bánó, Gregor (referee) ; Španěl, Patrik (referee)
Document type: Doctoral theses
Year: 2013
Language: eng
Abstract: [eng] [cze]
In this work are presented results of the experimental study of state selected reactions of H+ and N+(3PJa) ions with molecular hydrogen H2(J = 0, 1) at temperatures in the range 10 - 100 K using 22-pole rf ion trap apparatus. These reactions are important for the formation of interstellar trihydrogen cations and ammonia. To determine the temperature of ions, calibration measurements of the Doppler broadening of spectral lines using N2+ + Ar  Ar+ + N2 laser induced reaction and rate of the ternary association He+ + 2He  He2+ + He were performed. Both ternary and radiative channels of the H+ + H2(J) association reaction were observed at hydrogen number densities in the range 1012 - 1014 cm-3 and 1011 - 1012 cm-3 respectively. Obtained temperature dependences at 11 - 33 K demonstrate substantial role of the H2 rotational energy, results cannot be explained with the existed theories of the stabilization of collisional complexes. Measurements of the rate coefficient of N+(3PJa) + H2(J) reaction at different ortho fractions of H2 show dependence on internal energy of both reactants. State specific rate coefficients of the reaction of nitrogen and hydrogen ions were derived. The adiabatic model and collisional relaxations of N+(3PJa) fine structure levels were considered. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) V práci jsou prezentovány výsledky experimentálního výzkumu reakcí s rozlišením kvantových H+ + H2(J) a N+(3PJa) + H2(J) při teplotách v rozsahu 10 - 100 K s použitím aparatury s 22-pólovou pastí. Uvedené reakce jsou důležité pro tvorbu H3+ a amoniaku v mezihvězdném prostoru. Pro zjištění teploty zachycených iontů byla provedena kalibrační měření Dopplerova rozšíření spektrálních čar pomocí laserem indukované reakce N2+ + Ar  Ar+ + N2 a měření rychlostní konstanty ternární asociace He+ + 2He  He2+ + He. Byl studován ternární i radiativní kanál reakce H+ + H2(J) při koncentraci vodíku 1012 - 1014 cm-3 a 1011 - 1012 cm-3. Teplotní závislosti změřené při teplotách 11 - 33 K ukazují značnou roli rotační energie H2. Výsledky nemohou být vysvětleny pomocí existující teorie stabilizace srážkových komplexů. Z měření rychlostní konstanty reakce N+(3PJa) + H2(J) pří různých hodnotách frakcí H2 v jaderně-spinovém stavu ortho je viditelná závislost na vnitřní energii obou reaktantů. Byly vyhodnoceny specifické rychlostní konstanty reakce N+ s molekulárním vodíkem pro různé kvantové stavy. Byl navržen adiabatický a srážkový model stabilizace jemné struktury iontů N+(3PJa). Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Keywords: 22-pole radio frequency ion trap; H3+; N+(3PJa); ortho and para spin nuclear states; state selected ion - molecular reactions; 22-pólová radiofrekvenční iontová past; H3+; iont - molekulové reakce s rozlišením kvantových stavů; N+(3PJa); ortho a para stavy jaderných spinů

Institution: Charles University Faculties (theses) (web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository.
Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/58627

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-496959


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Charles University > Charles University Faculties (theses)
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses