Water formation in reactions of anions and/or cations with molecular hydrogen at low temperature
| Název práce v češtině: | Formování vody reakcemi aniontů i kationtů s molekulárním vodíkem při nízkých teplotách |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Water formation in reactions of anions and/or cations with molecular hydrogen at low temperature |
| Klíčová slova: | anionty, 22-pólové iontová past, astrochemie, iontovo-molekulární reakce, mezihvězdné prostředí |
| Klíčová slova anglicky: | anions, 22-pole ion trap, astrochemistry, ion-molecule reactions, interstellar medium |
| Akademický rok vypsání: | 2019/2020 |
| Typ práce: | rigorózní práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 19.05.2020 |
| Datum zadání: | 19.05.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 19.05.2020 |
| Datum a čas obhajoby: | 03.06.2020 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 19.05.2020 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 19.05.2020 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 03.06.2020 |
| Zásady pro vypracování |
| Budou studovány především reakce záporných iontů s atomy a molekulami, které jsou důležité pro pochopení procesů v chladných mezihvězdných oblacích plynů a v atmosférách planet. Experimentální studium bude prováděno s použitím 22 pólové radiofrekvenční pasti, která umožňuje zachytit vybrané ionty při teplotách 10 K až 300 K. Zachycené ionty budou vystavovány reakcím s neutrálními reaktanty jako atomární vodík, molekulární vodík v ortho a para konfiguraci či dalším atomům a molekulám. Předpokládá se studium reakcí typu OH– + H, OH– + ortho/para-H2 či OH– + HD. Další zajímavou oblastí studia budou reakce aniontů s molekulou CO. Student se bude podílet na všech fázích experimentů včetně vyhodnocení získaných dat. |
| Seznam odborné literatury |
| Ghosh P.K., Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1995.
Smith I.W.M., Low temperatures and cold molecules, World Scientific Publishing, Singapore 2008, ISBN 978-1-84816-209-9. Massey H.S.W., Negative Ions, Cambridge University Press, Cambridge, 1974. State-Selected and State-to-State ion-Molecule Reaction Dynamics, Part 1 and 2, Volume LXXXII in Advances in Chemical Physics, Wiley, New York, 1992, ISBN 0-471-53258-4 and 0-471-53263-0. Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce. |
| Předběžná náplň práce |
| Jen před několika lety, v roce 2006, byly objeveny záporné ionty v mezihvězdném prostoru. Jejich reakce však ještě nejsou dobře prostudovány. Pozorovány zatím byly molekulární záporné ionty ve formě uhlíkových řetízků s vodíkovým atomem na jednom konci typu C2nH–, pro n = 1 až 4, nebo C(2n–1)N–, pro n = 1 až 3. Dále je známo, že ionty H– hrají důležitou roli ve fotosférách hvězd a očekává se identifikace dalších záporných iontů pomocí astronomických radioteleskopů. Několik vědeckých skupin započalo s teoretickým a experimentálním studiem reakcí záporných iontů s jednoduchými molekulami.
V naší pražské laboratoři je dostupná unikátní aparatura s 22 pólovou radiofrekvenční pastí doplněná zdrojem termálního atomárního vodíku. Tato konfigurace umožňuje experimenty v podmínkách vhodných ke studiu reakcí relevantních pro astrofyziku chladných oblaků plynů v mezihvězdném prostoru. Při experimentech lze dosáhnout teplot zachycených iontů a reaktantů v rozsahu od 10 K do 300 K za nízkých tlaků. Na této aparatuře byly již studovány reakce H– + H, O– + H2 a další. Studovaná témata jsou podporována několika granty a je předpokládána zahraniční spolupráce při jejich řešení. http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dis-abs.php?id=307 |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Jen před několika lety, v roce 2006, byly objeveny záporné ionty v mezihvězdném prostoru. Jejich reakce však ještě nejsou dobře prostudovány. Pozorovány zatím byly molekulární záporné ionty ve formě uhlíkových řetízků s vodíkovým atomem na jednom konci typu C2nH–, pro n = 1 až 4, nebo C(2n–1)N–, pro n = 1 až 3. Dále je známo, že ionty H– hrají důležitou roli ve fotosférách hvězd a očekává se identifikace dalších záporných iontů pomocí astronomických radioteleskopů. Několik vědeckých skupin započalo s teoretickým a experimentálním studiem reakcí záporných iontů s jednoduchými molekulami.
V naší pražské laboratoři je dostupná unikátní aparatura s 22 pólovou radiofrekvenční pastí doplněná zdrojem termálního atomárního vodíku. Tato konfigurace umožňuje experimenty v podmínkách vhodných ke studiu reakcí relevantních pro astrofyziku chladných oblaků plynů v mezihvězdném prostoru. Při experimentech lze dosáhnout teplot zachycených iontů a reaktantů v rozsahu od 10 K do 300 K za nízkých tlaků. Na této aparatuře byly již studovány reakce H– + H, O– + H2 a další. Studovaná témata jsou podporována několika granty a je předpokládána zahraniční spolupráce při jejich řešení. http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dis-abs.php?id=307 |