Rotationally and vibrationally excited molecular hydrogen - chemical reactions and excitation transfer in the interstellar medium
Project goals
We propose to study experimentally the influence of H2 rotational and vibrational excitation on the processes in the interstellar medium. The experiments will be carried out using a radiofrequency cryogenic 22-pole ion trap with a para-hydrogen generator. A source of vibrationally excited H2 will also be developed as a part of the project. The project aims to study: 1) The excitation transfer in non-reactive nuclear-spin-changing collisions in the H3+ + H2 reaction complex and isotope exchange between deuterated H3+ and ortho-/para-H2. The nuclear spin populations of H3+ in the excitation transfer experiment will be monitored by action spectroscopy. 2) The endothermic hydrogen abstraction reaction between H2 and C+/S+ ions, which initiates the formation of complex in the interstellar medium. We intend to verify that these processes can proceed even at low translational temperatures with vibrationally excited H2. We will measure the reaction rate coefficients of all the studied processes at astrophysically relevant temperatures between 10 and 300 K.
Keywords
molecular hydrogenrotational excitationvibrational excitationinterstellar medium
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-28560S
Alternative language
Project name in Czech
Rotačně a vibračně excitovaný molekulární vodík - chemické reakce a přenos excitace v mezihvězdném prostředí
Annotation in Czech
Navrhujeme experimentální studium vlivu rotační a vibrační excitace H2 na procesy v mezihvězdném prostoru. Experimenty budou provedeny na radiofrekvenční 22-pólové pasti s generátorem para-H2 a v rámci projektu vyvineme i zdroj vibračně excitovaného vodíku. Bude studován reakční komplex H3+ + H2. Zde bude jednak studován přenos excitace při kterém dochází ke změně jaderného spinového stavu reaktantů a jednak izotopová výměna mezi deuterovanými izotopology H3+ a molekulami H2 ve vybraném jaderném spinovém stavu. Při studiu přenosu excitace bude populace stavů H3+ monitorována akční spektroskopií. Druhým tématem je endotermní přenos atomu vodíku mezi H2 a ionty C+ a S+, který iniciuje vznik složitějších molekul v mezihvězdném prostoru. Zde hodláme ověřit, zda tyto procesy mohou probíhat i za nízkých translačních teplot, pokud je H2 vibračně excitováno. Za tímto účelem budeme konstruovat zdroj vibračně vybuzeného a rotačně a translačně chladného H2. U všech studovaných procesů hodláme změřit jejich rychlostní koeficienty za astrofyzikálně relevantních teplot v rozmezí 10 až 300 K.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
OECD FORD - secondary branch
—
OECD FORD - another secondary branch
—
BE - Theoretical physics
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 7, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-R
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
5,532 thou. CZK
Public financial support
5,046 thou. CZK
Other public sources
486 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 532 CZK thou.
Public support
5 046 CZK thou.
91%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023