| Ion-molecule reactions at low temperature with uniform supersonic flows and insights into the chemistry of astrophysical environments (Réactions ion-molécule à basse température avec des écoulements supersoniques uniformes et investigations sur la chimie des environnements astrophysiques) Mortada, Ahmad - (2022-01-05) / Universite de Rennes 1 Ion-molecule reactions at low temperature with uniform supersonic flows and insights into the chemistry of astrophysical environments
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Biennier, Ludovic; Carles, Sophie Discipline : Physique Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Physique Mots-clés : CRESU, astrophysique de laboratoire, collisions réactives, processus ioniques, chimie du milieu interstellaire, atmosphère de Titan
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Résumé : La compréhension des mécanismes régissant la formation des molécules organiques complexes dans le milieu interstellaire et les atmosphères planétaires froides repose notamment sur l’exploration de processus ioniques en conditions extrêmes. Le dispositif expérimental CRESU-SIS, développé pour étudier les réactions ion-neutres en phase gazeuse à basse températures, est en mesure de répondre à ce défi. Cet instrument unique, qui combine une source d’ions sélective (SIS) au réacteur CRESU qui génère un écoulement supersonique uniforme de très basse température, permet de mesurer les coefficients de vitesse de réactions entre des ions et des molécules neutres et de déterminer les rapports de branchement entre les différentes voies de sortie. La réactivité des ions N2+, Ar+, et CH2CN+ avec des hydrocarbures (e.g CH4, C2H4…) a été étudiée expérimentalement et analysée à l’aide de calculs quantiques. La réaction entre N2+ et les isomères linéaires de C3H4 (allene et propyne) a été incluse dans un modèle photochimique pour l’atmosphère de Titan. Abstract : Understanding the mechanisms governing the formation of complex organic molecules in the interstellar medium and cold planetary atmospheres relies in particular on the exploration of ionic processes under extreme conditions. The CRESU-SIS experimental setup, developed to study ion-neutral reactions in the gas phase at low temperatures, is able to meet this challenge. This unique instrument, which combines a selective ion source (SIS) with the CRESU reactor which generates a uniform supersonic flow at very low temperature, makes it possible to measure the rate coefficients of the reactions between ions and neutral molecules and to determine the branching ratios between the different exit channels. The reactivity of N2+, Ar+, and H2CN+ ions with hydrocarbons (e.g CH4, C2H4 ...) has been studied experimentally and analyzed using quantum calculations. The reaction between N2+ and the linear isomers of C3H4 (allene and propyne) has been included into a photochemical model for the atmosphere of Titan. | |||