Investigating Ortho-para coNversion of TRihydrogen cAtion in sPace

Información del proyecto

IONTRAP

Identificador del acuerdo de subvención: 101109890

DOI

10.3030/101109890

Fecha de la firma de la CE 25 Septiembre 2023

Fecha de inicio 1 Diciembre 2023

Fecha de finalización 31 Octubre 2026

Financiado con arreglo a

• Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)

Coste total

Sin datos

Aportación de la UE

€ 189 687,36

Coordinado por

UNIVERSITAT ZU KOLN
Germany

Descripción del proyecto

Reacción entre el hidrógeno molecular y el catión trihidrógeno

La química interestelar investiga cómo las moléculas, como el catión trihidrógeno, alcanzan el equilibrio térmico en entornos fríos y de baja densidad. Comprender la distribución entre sus formas orto y para es fundamental para estudiar la ionización de rayos cósmicos. Sin embargo, el principio de exclusión de Pauli añade complejidad a estas reacciones, lo cual dificulta el análisis de su cinética en el laboratorio. En el proyecto IONTRAP, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se investigará la cinética específica del estado cuántico de la reacción entre el hidrógeno molecular y el catión trihidrógeno, una reacción bimolecular común en el universo, a 10 K. Utilizando una trampa criogénica de iones, se aislarán los estados de espín nuclear del catión trihidrógeno, lo cual supondrá una verdadera una primicia en lo que respecta a las moléculas poliatómicas.

Objetivo

The simplest polyatomic molecule, trihydrogen cation, serves as a useful benchmark for fundamental quantum chemistry and has profoundly impacted astronomy. It was first detected in the interstellar medium in 1996, and has been recognized for its pivotal role as a universal proton donor and an initiator of ion-molecule chemistry producing many of the molecules detected in space.

Interstellar chemistry is an exciting chemical playground of thermodynamics and kinetics as the molecules can require up to days or even weeks to reach thermal equilibrium in the low-density cold environments. A longstanding astrochemical conundrum has been the population distribution between the two nuclear spin modifications of trihydrogen cation, ortho and para, as it has important implications for its use as a cosmic ray ionization probe. In reactions involving identical particles/fermions, like trihydrogen cation, restrictions are introduced due to the Pauli principle which can significantly increase the time required to reach a thermal equilibrium. This makes the chemistry, especially the kinetics, of the ubiquitous trihydrogen cation in these regions both exciting and challenging to understand in our terrestrial laboratories.

Here, I propose to use a cryogenic ion trap to isolate the nuclear spin states of trihydrogen cation which is the first of its kind for a polyatomic molecule recently developed in the host’s group. Beyond the intriguing fundamental chemical physics of this system, isolation of the nuclear spin states will be exploited to study the quantum state-specific kinetics down to 10 K for the reaction between molecular hydrogen and trihydrogen cation which is one of the most common bimolecular reactions in the universe. Performing these challenging measurements with a critical impact on our understanding of astrophysical processes will not only increase my skill set but also contribute towards my position as an emerging leader in astrochemistry.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

• ciencias naturales › ciencias físicas › termodinámica

Palabras clave

• Low-temperature chemical kinetics
• Ion gas-phase chemistry

Programa(s)

• HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) PROGRAMA PRINCIPAL
  

Tema(s)

• HORIZON-MSCA-2022-PF-01-01 - MSCA Postdoctoral Fellowships 2022
  

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Convocatoria de propuestas

HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Coordinador

UNIVERSITAT ZU KOLN

• Aportación neta de la UEn: € 189 687,36
• Dirección: ALBERTUS MAGNUS PLATZ ; 50931 KOLN ; Alemania
• Región: Nordrhein-Westfalen › Köln › Köln, Kreisfreie Stadt
• Tipo de actividad: Higher or Secondary Education Establishments
• Coste total: Sin datos