Reakce astrofyzikálně důležitých kladných iontů s molekulami a atomy při nízkých teplotách

Abstract

3 Název práce: Reakce astrofyzikálně důležitých kladných iontů s molekulami a atomy při nízkých teplotách Autor: Serhiy Rednyk Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc, Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: V této práci jsou prezentovány výsledky experimentální studie reakcí iontů s atomárním a molekulárním vodíkem a dalšími plyny. Experimenty byly provedeny za použití aparatury radiofrekvenční 22-pólové iontové pasti v teplotním rozsahu, který je relevantní pro mezihvězdná mračna (od 300 až do 15 K). Předkládaná práce je věnována experimentálnímu studiu reakcí iontů NH+, NH2 + a NH3 + s H2. Reakce NH+ + H2 má dva kanály, které vedou ke vzniku NH2 + (asi 97 %) a H3 + (3 %) s téměř konstantními rychlostními koeficienty reakce. Produktem reakce NH2 + + H2 jsou pouze ionty NH3 +. Měřený rychlostní koeficient reakce klesá se zvyšující se teplotou z 6∙10−10 cm3s−1 na 2∙10−10 cm3s−1. Naměřený rychlostní koeficient reakce NH3 + s H2, produkující NH4 + , roste se snižující se teplotou od 80 do 15 K, což potvrzuje předpokládaný mechanismus tunelování potenciálovou bariérou. Reakce NH+ + H byla studována za použití kombinace 22-pólové iontové pasti se zdrojem atomárního vodíku. Naměřený rychlostní koeficient reakce (10−10 cm3s−1) je alespoň o jeden řád...

4 Title: Reactions of astrophysically important positive ions with molecules and atoms at low temperatures Author: Serhiy Rednyk Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor of the doctoral thesis: prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc, Ph.D., Department of Surface and Plasma Science Abstract: In the present work, the results of the experimental study of reactions of ions with atomic and molecular hydrogen are presented. Experiments were performed using a cold radiofrequency 22-pole ion trap apparatus in the temperature range, relevant for interstellar clouds (from 300 down to 15 K). The present study is devoted to experimental investigation of the reactions of NH+, NH2 + and NH3 + ions with H2. The reaction of NH+ with H2 has two channels, which lead to NH2 + (about 97 %) and H3 + (3 %) formation with nearly constant reaction rate coefficients. The reaction of NH2 + + H2 produces only NH3 + ions and the measured reaction rate coefficient is decreasing with increasing temperature from 6∙10−10 cm3 s−1 to 2∙10−10 cm3 s−1 . The measured reaction rate coefficient of NH3 + with H2, producing NH4 +, is increasing with decreasing temperature from 80 K down to 15 K, confirming predicted mechanism of tunneling through a potential barrier. Reaction of NH+ + H was studied using a combination of the 22-pole...