Experimental study of the dissociative recombination of molecular ions at temperatures relevant to cold interstellar plasma (30 - 300 K)

Abstract

TITLE: Experimental Study of the Dissociative Recombination of Molecular Ions at Temperatures Relevant to Cold Interstellar Plasma (30 - 300 K) AUTHOR: Mgr. Dmytro Shapko DEPARTMENT: Department of Surface and Plasma Science SUPERVISOR: prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc. ABSTRACT: The dissociative recombination process of N2H+ ions with electrons was investigated using a stationary afterglow combined with a Cavity Ring-Down Spectrometer. We conducted real-time observations of the changes over time in the population densities of various rotational and vibrational states of recombining N2H+ ions. Based on these observations, we determined the rate coefficients for thermal recombination of N2H+ within a temperature range of 80 - 350 K. By employing newly calculated vibrational transition moments of N2H+ , we provided an explanation for the discrepancies observed in previous studies regarding the recombination rate coefficients. Furthermore, our findings indicate that the measured recombination rate coefficient does not exhibit a statistically significant correlation with the number density of the buffer gas. We also conducted a study on the dissociative recombination of H3 + ions with electrons in neon gas at a temperature of 110 K. To perform this investigation, we utilized a new Cryogenic Stationary...

NÁZEV PRÁCE: Experimentální Studie Disociativní Rekombinace Molekulárních Iontů při Teplotách Relevantních pro Chladnou Mezihvězdnou Plazmu (30 - 300 K). AUTOR: Mgr. Dmytro Shapko KATEDRA: Katedra Fyziky Povrchů a Plazmatu VEDOUCÍ DISERTAČNÍ PRÁCE: prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc. ABSTRAKT: Byl zkoumán proces disociativní rekombinace iontů N2H+ s elektrony pomocí stacionárního dohasínajícího plazmatu ve spojení s Cavity Ring-Down Spektrometrem. Prováděli jsme reálné sledování změn v hustotách populace různých rotačních a vibračních stavů rekombinujících iontů N2H+ v průběhu času. Na základě těchto pozorování jsme určili koeficienty rychlosti pro termální rekombinaci N2H+ v teplotním rozsahu 80 - 350 K. S využitím nově vypočtených vibračních momentů přechodu N2H+ jsme vysvětlili rozpory pozorované v předchozích studiích týkajících se koeficientů rychlosti rekombinace. Navíc naše zjištění naznačují, že naměřený koeficient rychlosti rekombinace nesvědčí o statisticky významné korelaci s hustotou částic pozaďového plynu. Provedli jsme také studii disociativní rekombinace iontů H3 + s elektrony v neonovém plynu při teplotě 110 K. Pro provedení této investigace jsme využili nový Kryogenní Stacionární Afterglow aparát vybavený Cavity Ring-Down Spektrometrem a systémem pro měření hustoty elektronů. Naše...