Descrizione del progetto
Reazione dell’idrogeno molecolare e del catione idrogenonio
La chimica interstellare studia in che modo le molecole, come il catione idrogenonio, raggiungano l’equilibrio termico in ambienti freddi e a bassa densità. La comprensione della distribuzione tra le sue forme orto e para è essenziale per lo studio della ionizzazione dei raggi cosmici. Tuttavia, il principio di esclusione di Pauli aggiunge complessità a queste reazioni, rendendo la loro cinetica difficile da analizzare in laboratorio. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto IONTRAP studierà la cinetica specifica dello stato quantico della reazione tra l’idrogeno molecolare e il catione idrogenonio, una reazione bimolecolare comune nell’universo, a 10 K. Utilizzando una trappola ionica criogenica, il progetto isolerà gli stati di spin nucleare del catione idrogenonio, segnando una prima volta per le molecole poliatomiche.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Coordinatore
50931 Koln
Germania