détermination expérimentale et théorique de constante de vitesse des réactions associatives à trois corps ion neutre – JETDIN3BAR

L'association à trois corps (ATC) est un processus de collision omniprésent qui constitue l'étape initiale de la condensation atomique et moléculaire en cluster, gouttelettes ou grains. Elle est beaucoup plus difficile à décrire théoriquement que les collisions binaires et très difficiles à mesurer en raison de sa très faible grandeur pour les systèmes impliquant 3 à 6 atomes. Récemment, quelques calculs semi-classiques et quantiques ont été effectués pour l'ATC des atomes les plus simples, mais les premiers calculs quantiques restent à faire pour les collisions impliquant plus de trois atomes. Des améliorations récentes dans le piégeage cryogénique des ions ont rendu possible des mesures de taux d’ ATC très faibles. L'objectif du projet JET3BAR est de mettre en évidence le rôle des effets quantiques ainsi que l'importance relative des mécanismes directs et indirects dans le processus d’ATC ion-neutre.. A cette fin, nous comparerons les mesures des taux TBA expérimentaux avec ceux obtenus par les différentes méthodes de calculs utilisées. Les expériences seront réalisées dans des pièges à ions cryogéniques à radiofréquence, qui offrent une grande sensibilité de mesure de taux TBA extrêmement faibles. Nous utiliserons pour les calculs, en fonction de la complexité des systèmes étudiés, des approches statistiques, quasi classiques et quantiques. Nous nous concentrerons sur les collisions de différents ions positifs et négatifs X+/- avec des atomes de gaz rares neutres ou des molécules d'hydrogène dans la gamme de température de 3 à environ 50 Kelvin.
- X+/- + 2 He ? XHe+/- + He
- X+/- + 2 para-H2 ? XH2+/- + para-H2
- X+/- + 2 ortho-H2 ? XH2+/- + ortho-H2
Quatre cas différents d'ion X+, de complexité croissante seront considérés : les ions atomiques de gaz rares (He+,Ne+,Ar+), les ions atomiques à couches fermées (Na+,K+,Cl-,I-), les ions moléculaires diatomiques (N2+,CO+,CN-) et les ions polyatomiques. (H3O+ ,HOCO+,..)