Processus inélastiques rotationnels induits par collisions dans des molécules interstellaires : OCS et NH₃

par Michel Broquier

Thèse de doctorat en Physique atomique et moléculaire

Sous la direction de Directeur de thèse inconnu.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Absorption infrarouge
• Effets d'interférences
• Collisions moléculaires
• Sections efficaces d'élargissement par pression
• Élargissement collisionnel
• Rétrécissement collisionnel
• Ocs
• Nh₃
• Molécules interstellaires
• Sections efficaces (physique nucléaire)

Résumé

L’étude des profils d’absorption infrarouge réalisée au laser à diode, nous ont permis de déterminer les sections efficaces d’élargissement par pression en fonction du nombre quantique de rotation J pour les couples OCS-Ar, OCS-He, OCS-H2. En appliquant les résultats de l’approximation soudaine, nous avons comparé les résultats expérimentaux aux valeurs théoriques testant ainsi la qualité des potentiels intermoléculaires mis en jeu. La même étude réalisée dans la bande ν3+ ν2- ν2 à 5 µm de OCS, a conduit à mettre en évidence pour la première fois en infrarouge dans un système simple à quatre niveaux un effet de rétrécissement collisionnel. Les calculs théoriques semi-classiques ont montré que le coefficient de couplage qui rend compte de cet effet est très sensible aux détails du potentiel. Ainsi nous avons développé à la fois une méthode expérimentale et un modèle théorique permettant d’atteindre deux types d’information: le coefficient d’élargissement par pression et le coefficient de couplage. Une étude similaire sur l’ammoniac perturbé par H2 à température a permis d’accéder aux sections efficaces d’élargissement mais également au coefficient du couplage intradoublet (dû à l’inversion de la molécule)

Titre traduit

Collision-induced rotational inelastic processes in interstellar molecules : OCS and NH₃

Résumé

The study of absorption lineshapes in the infrared region (5 µm) by means of diode laser spectrometer allowed us to determine the pressure broadening cross-sections as a function of the rational quantum number J for the systems OCS-Ar, OCS-H2. By applying the results with the theoretical values enabled an estimation of the quality of the intermolecular potentials used to be made. The parallel study in the ν3+ ν2- ν2 band at 5 µm of OCS showed clear evidence, for the first time, of infrared collisional narrowing in the very simple four-level system at moderate pressure. The semi-classical calculations showed that the intra doublet inelastic rate (ξ) is very sensitive to the details of the potential. Therefore we have shown at the same time an experimental method and theoretical model which allow us to access two types of information: the pressure broadening coefficient (y) and the intra doublet inelastic rate. A similar study anon ammonia perturbed by H2 at room and at low temperature allowed us to determine a broadening cross-section and also the intra doublet inelastic rate (due to molecular inversion).