Photoionisation des petits radicaux dans le VUV à haute résolution : vers une meilleure compréhension de leur structure rovibronique

par Maud Hassenfratz

Projet de thèse en Milieux dilués et optique fondamentale

Sous la direction de Séverine Boyé-Péronne.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (laboratoire) , Systèmes moléculaires, Astrophysique et Environnement (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 30-09-2018 .


  • Résumé

    L'évolution de la matière diluée dans les milieux astrophysiques tels que le milieu interstellaire, les atmosphères planétaires ou la coma des comètes est le résultat d'une photochimie très complexe faisant intervenir en particulier un grand nombre d'espèces stables et radicalaires en phase gazeuse. Cette photochimie est induite par le rayonnement galactique ou par le rayonnement solaire dans le domaine spectral de l'ultra-violet du vide (VUV, < 200 nm). Une bonne compréhension de cette évolution nécessite une modélisation précise de la photochimie de ces milieux en prenant en compte l'ensemble des réactions chimiques et des processus photo-induits. Pour qu'un processus soit inclus dans un modèle, il doit être décrit et quantifié par des paramètres qui lui sont propres, en prenant en compte les incertitudes associées. Ceci nécessite donc des études expérimentales de laboratoire dédiées qui apportent des informations aussi bien qualitatives que quantitatives. Parmi l'ensemble des processus à l'œuvre dans la photochimie VUV des milieux astrophysiques, la photoionisation est une étape très importante qui va, à partir de molécules stables ou radicalaires, générer des espèces ioniques très réactives qui vont initier des réseaux complexes de réaction ion-molécule. Le but de ce travail de thèse, de nature expérimentale, sera donc de fournir des données de laboratoire fiables et inédites à la communauté des astrophysiciens et des planétologues concernant la photoionisation/VUV des molécules radicalaires qui reste à ce jour très mal connue. Les études se focaliseront sur les espèces radicalaires les plus abondantes dans les milieux astrophysiques (CN, CH, C2H, NH, NH2, …) sur lesquelles très peu de données à haute résolution sont disponibles dans la littérature. Ces données sont également très importantes d'un point de vue fondamental car elles permettront d'affiner les modèles théoriques qui décrivent les structures rovibroniques de systèmes moléculaires complexes qui sont affectées par différent type de couplage électronique, vibronique ou rovibronique. Pendant cette thèse l'étudiant(e) couplera une source d'espèce radicalaires originale basée sur le principe d'abstraction d'atomes d'hydrogène par réactivité d'un précurseur avec le fluor atomique avec un spectromètre MATI (mass analysed threshold ionization) ou PFI-ZEKE PE (pulsed field ionization zero-kinetic energy photoelectron) et un laser VUV à haute résolution. Les expériences seront effectuées avec le tout nouveau laser VUV pulsé nanoseconde développé à l'ISMO. Des expériences complémentaires seront également effectuées auprès des plateformes de photons VUV disponibles dans l'environnement du plateau de Saclay (le rayonnement synchrotron de la ligne DESIRS du synchrotron SOLEIL et le serveur Laser du Centre Laser de l'Université Paris Sud, CLUPS). L'étudiant(e) participera à des calculs ab initio pour attribuer les spectres enregistrés dans le cadre de collaborations.

  • Titre traduit

    Photoionization of free radicals at high resolution in the VUV: towards a better understanding of small radical rovibronic structures


  • Résumé

    The thesis project is detailed above.