Meten van lage-energiebotsingen door opslaan van koude moleculen in synchrotron

13-03-2018

15.45

Aula

Cold Collisions in a Molecular Synchrotron

A.P.P. van der Poel

prof.dr. W.M.G. Ubachs, copromotor(en) dr. H.L. Bethlem

Faculteit der Bètawetenschappen

Exacte wetenschappen

Promotie

Aernout van der Poel onderzocht botsingen van ammoniakmoleculen met waterstofmoleculen en argonatomen, bij lage energieën. Deze botsingen zijn relevant om processen in gaswolken in het heelal beter te begrijpen.

Vanwege de lage energie is het uitdagend deze botsingen te meten in het laboratorium. Daarom is een bestaande, 0,5-meter-grote synchrotron, waarin koude, neutraal geladen ammoniakmoleculen opgeslagen kunnen worden met snelheden rond de 100 m/s, uitgebreid met een extra bundellijn. Op de plek waar deze bundellijn en het synchrotron elkaar kruisen vinden botsingen plaats. Dankzij het synchrotron kan de botsingsdoorsnede, een maat voor de waarschijnlijk dat het deeltje met elkaar botsen, zeer gevoelig gemeten worden. De botsingsenergie is gevarieerd door de snelheden van de deeltjes te variëren.

Van der Poel en zijn collega’s hebben de botsingsdoorsnede gemeten voor botsingen tussen ammoniakmoleculen en argonatomen in een energiebereik van 50--180 K. Hiermee laten ze zien dat deze methode van meten, dankzij de unieke gevoeligheid, een goede aanvulling is op bestaande methoden.

Het resultaat is een proof-of-principle voor een nieuwe methode van het meten van koude botsingen. Specifiek geeft deze methode de mogelijkheid om elastisch botsingen (d.w.z. botsingen waarbij zowel de chemische samenstelling als de interne energie van de botsingspartners gelijk blijft) te meten. Het energiebereik in Van der Poels onderzoek, rond de 100 K, komt overeen met de temperatuur in gaswolken in het heelal. Door in het laboratorium dit soort botsingen te meten kunnen we de processen in deze gaswolken beter begrijpen.

Meer informatie over het proefschrift in DARE