Réactivité des molécules organiques à très basses températures (22 - 300 k) pour la modélisation des milieux extra-terrestres froids

Reactivity of organic molecules at very low temperatures (22 - 300 K) for modeling extraterrestrial cold environments

• Auteur / Autrice : Sidaty Cheikh Sid Ely
• Direction : Ian R. Sims
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluorescence induite par laser

Chimiluminescence

Basses températures

Cinétique chimique

Astrophysique moléculaire

Cosmochimie

Résumé

Cette thèse présente l'étude expérimentale de la cinétique des réactions entre espèces neutres d'importance astrophysique, sur une large gamme de température (22 – 300 K). Ces très températures basses ont été obtenues par la technique CRESU (Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme). Les études de cinétique des réactions du radical cyano (CN) avec le cyanoacétylène (HC�����N), le diacétylène (C₄H₂) et le méthanol (CH₃OH) ont été effectuées pour la première fois en-dessous de la température ambiante (~300 K) en utilisant la technique PLP-LIF (Pulsed Laser Photolysis - Laser Induced Fluorescence). Les coefficients de vitesse des réactions du radical éthynyle (C₂H) avec HC₃N, C₄H₂ ont été mesurées en utilisant la technique PLP-CL (Pulsed Laser Photolysis - Chemiluminescence). Ces réactions sont rapides même à très basses températures. Ces études représentent un pas important vers la compréhension des processus chimiques impliqués dans la synthèse des molécules complexes, comme les polyynes [H(C₂)nH] et les cyanopolyynes [H(C₂)nCN] dans le milieu interstellaire et dans les atmosphères planétaires, en particulier celle de Titan.

This thesis presents studies of the kinetics of reactions between neutral species of astrophysical importance, over a wide range of temperature, from 300 K down to 22 K. These extremely low temperatures were provided by the CRESU technique (a French acronym standing for Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme or Reaction Kinetics in Uniform Supersonic Flow). The kinetics of the reactions of the cyano radical (CN) with cyanoacetylene (HC3N), diacetylene (C₄H₂) and methanol (CH₃OH) have been investigated for the first time below room temperature, using the PLP-LIF technique (Pulsed Laser Photolysis - Laser Induced Fluorescence). Rate coefficients of the reactions of the ethynyl radical (C₂H) with HC₃N, C₄H₂ and 1,3-butadiene (C₄H₆) have been measured, employing the PLP-CL technique (Pulsed Laser Photolysis - Chemiluminescence). These reactions are fast even at very low temperatures. These studies represent an important step towards the understanding of chemical processes involved in the synthesis of complex molecules, such as polyynes [H(C₂)nH] and cyanopolyynes [H(C₂)nCN] in the interstellar medium and in planetary atmospheres, especially that of Titan.