Réactions ion-molécule pour la description de la chimie ionospherique et interstellaire
Groupe scientifique : CAPRI
Financement : Concours ED, financement sur contrat
Date limite de candidature: 1 Avril 2024
English version below
L’activité expérimentale développée par notre équipe est essentiellement destinée à la description de la chimie en phase gazeuse se produisant dans les environnements planétaires et astrophysiques. Nous étudions la réactivité d’espèces ioniques telles que O+ ou CH3+, CN- ou C2H- car ces espèces sont observées dans les milieux astrophysiques et suspectées d’avoir un rôle crucial dans la croissance/complexification moléculaire des atmosphères planétaires ou des nuages interstellaires.
Notre objectif est de produire des informations quantitatives sur les réactions les plus pertinentes, afin d’améliorer les modèles informatiques utilisés pour interpréter les observations astrophysiques.
Au moyen d’un dispositif expérimental unique au monde qui requiert l’utilisation de la source de rayonnement synchrotron SOLEIL, nous étudions la réactivité en phase gazeuse d’ions avec des petites molécules, et cela dans des conditions parfaitement définies en termes d’énergie interne et d’énergie de collision. Nous produisons des sections efficaces absolues de réaction, des rapports de branchements entre les différents produits de réaction, ainsi qu’une description de l’interaction microphysique conduisant à ces produits.
Nous avons récemment mis au point une source d’ions CH3+ par pyrolyse, source destinée à la description de la chimie entre hydrocarbures, d’intérêt pour la chimie du satellite de Saturne, Titan. Nous souhaitons mettre cette source à profit pour l’étude de
mécanismes impliquant des petites espèces azotées et oxygénées, dont le choix sera piloté par leur pertinence dans les problématiques astrophysiques.
Le doctorant pourra être amené à participer à des développements instrumentaux ou méthodologiques, ceci afin de rendre possible la production ou la détection d’espèces ioniques particulières, ou d’améliorer les protocoles d’acquisition de données. Le laboratoire est doté de services supports qui sont en mesure d’apporter une assistance dans tous les aspects du développement d’instruments scientifiques.
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The experimental activity of our group is mainly devoted to gas-phase chemistry applied to planetary atmosphere (Titan, Pluto…) and interstellar medium. We are interested in the reactivity of cations (CH3+, C2H5+…) and anions (CN- or C3N-…) which are suspected to play an important role in the chemistry of these media. Our aim is to provide experimental data on relevant reactions of these species to feed the models used to rationalize astronomical observations.
We make use of the CERISES instrument, which is unique in the world, and requires coupling with the SOLEIL synchrotron radiation source. We measure the gas phase chemistry of ions with small molecules, and this in perfectly controlled conditions of energy (internal or collisional). We produce absolute reaction cross sections, branching ratios, and reaction dynamics information.We recently developed a new source of CH3+ ions, that relies on pyrolysis. It has been used to refine the description of ionospheric chemistry occurring in Titan, the largest moon of Saturn. Our wish is to make use of the this powerful and characterized ion source to study other reactions of CH3+ with nitrogen and oxygen containing species. The choice of the best specie to study will be oriented by their pertinence in terms of astrophysical issues.
The student may be involved in instrumental or methodological developments, essentially to improve the production or the detection of specific ionic species, or to improve our data acquisition protocols. The laboratory has extensive technical support group, which can address most aspects of scientific instrument development.
Contact
Encadrant : Roland Thissen
Co-encadrant : Claire Romanzin