論文の概要: Ion-molecule reactions below 1~K: Observation of a strong enhancement of
the reaction rate of the ion-dipole reaction He$^+$+ CH$_3$F
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.12056v1
- Date: Wed, 22 Dec 2021 17:32:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-03 20:15:25.314365
- Title: Ion-molecule reactions below 1~K: Observation of a strong enhancement of
the reaction rate of the ion-dipole reaction He$^+$+ CH$_3$F
- Title（参考訳）: 1~k以下のイオン-分子反応 : イオン-双極子反応he^+$+ ch$_3$fの反応速度の強い増強の観察
- Authors: Valentina Zhelyazkova, Fernanda B. V. Martins, Josef A. Agner,
Hansj\"urg Schmutz, and Fr\'ed\'eric Merkt
- Abstract要約: He$+$とCH$_3$Fの反応は主にCH$+$とCHF$+$である。
成層電場によるイオンの加熱を避けるため、高励起リドバーグ電子の軌道内で反応が観測された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.41644538483948
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The reaction between He$^+$ and CH$_3$F forming predominantly CH$_2^+$ and
CHF$^+$ has been studied at collision energies $E_{\rm coll}$ between 0 and
$k_{\rm B}\cdot 10$~K in a merged-beam apparatus. To avoid heating of the ions
by stray electric fields, the reaction was observed within the orbit of a
highly excited Rydberg electron. Supersonic beams of CH$_3$F and He($n$)
Rydberg atoms with principal quantum number $n= 30$ and 35 were merged and
their relative velocity tuned using a Rydberg-Stark decelerator and deflector,
allowing an energy resolution of 150 mK. A strong enhancement of the reaction
rate was observed below $E_{\rm coll}/k_{\rm B} = 1$~K. The experimental
results are interpreted with an adiabatic capture model that accounts for the
state-dependent orientation of the polar CH$_3$F molecules by the Stark effect
as they approach the He$^+$ ion. The enhancement of the reaction rate at low
collision energies is primarily attributed to para-CH$_3$F molecules in the
$J=1,\,KM=1$ high-field-seeking states, which represent about 8\% of the
population at the 6~K rotational temperature of the supersonic beam.
- Abstract（参考訳）: マージビーム装置において、主にch$_2^+$とchf$^+$を形成するhe$^+$とch$_3$fの反応は、衝突エネルギー $e_{\rm coll}$ 0 と $k_{\rm b}\cdot 10$~k で研究されている。
成層電場によるイオンの加熱を避けるため、反応は高励起のライドバーグ電子の軌道内で観測された。
CH$_3$F と He($n$) Rydberg 原子の主量子数 $n= 30$ と 35 の超音速ビームが融合し、相対速度は Rydberg-Stark 減速器と偏向器で調整され、エネルギー分解能は 150 mK となる。
反応速度の強い増強は、e_{\rm coll}/k_{\rm b} = 1$~k 以下で観察された。
実験結果は、極性ch$_3$f分子がhe$^+$イオンに近づく際のスターク効果によって状態依存性の配向を考慮した断熱捕獲モデルと解釈される。
低衝突エネルギーでの反応速度の増大は、主にJ=1,\,KM=1$高磁場探索状態のパラCH$_3$F分子によるもので、これは超音速ビームの6〜K回転温度における人口の約8倍である。
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