Simulation of the dissociation of hydrogen clusters
Hn+ (5 ≤ n ≤ 39) induced by a helium atom impact at high velocity (V > VBohr).
Simulation de la dissociation d'agrégats d'hydrogène
Hn+ (5 ≤ n ≤ 39) induite par collision avec un atome d'hélium à haute vitesse (V > VBohr).
Résumé
The fragmentation of atomic and molecular clusters induced by energy deposition represents a fundamental interest for the physics of particle-matter or radiance-matter interactions. Experiences carried out at the IPNL (Institut de Physique Nucléaire de Lyon) demonstrated that this fragmentation is made according to several channels including evaporation, dissociation or multi-fragmentation. These different channels undergoing several mechanisms according to the degree of excitation or ionization or multi-ionization that reveal an individual character (Rotational or vibrational excitation of the constituent of the cluster) or a collective character such as the intermolecular reactivity which can explain multi-fragmentation process.
In this work, we elaborated and developed a Monte Carlo simulation code in order to study these different channels and mechanisms of dissociation of clusters H3+(H2)m (1 ≤ m ≤ 18) by impact of helium atoms at the energy of 60 keV/amu. This simulation is based both on the knowledge of the geometrical structures of the clusters and the individual dissociation cross sections of the constituent H3+ and H2.
The interaction is studied in the center of mass of the cluster using an inverse kinematic approach.
The obtained results allowed to go back up to the total cross sections of dissociation as well as the partial cross sections of some channels such as : electron capturing, simple ionization and multi-ionization.
This simulation can be also used for the study of the evaporation and to the multi-fragmentation by including routines taking into account these phenomena.
In this work, we elaborated and developed a Monte Carlo simulation code in order to study these different channels and mechanisms of dissociation of clusters H3+(H2)m (1 ≤ m ≤ 18) by impact of helium atoms at the energy of 60 keV/amu. This simulation is based both on the knowledge of the geometrical structures of the clusters and the individual dissociation cross sections of the constituent H3+ and H2.
The interaction is studied in the center of mass of the cluster using an inverse kinematic approach.
The obtained results allowed to go back up to the total cross sections of dissociation as well as the partial cross sections of some channels such as : electron capturing, simple ionization and multi-ionization.
This simulation can be also used for the study of the evaporation and to the multi-fragmentation by including routines taking into account these phenomena.
La fragmentation d'agrégats atomique et moléculaire suite à un dépôt d'énergie représente un intérêt fondamental pour la physique d'interaction particule-matière ou rayonnement-matière. Des expériences réalisées à l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon ont montré que cette fragmentation se fait selon plusieurs canaux, incluant l'évaporation, la dissociation ou la multifragmentation. Ces différents canaux mettent en jeu plusieurs mécanismes selon le degré d'excitation ou d'ionisation ou de multi-ionisation, qui révèlent un caractère individuel (Excitation rotationnelle ou vibrationnelle des constituants de l'agrégat) ou un caractère collectif tel que la réactivité intramoléculaire.
Dans cette thèse, nous avons élaboré et développé un code de simulation Monte Carlo dans le but d'étudier ces différents canaux et mécanismes de dissociation des agrégats H3+(H2)m (1 ≤ m ≤ 18) par impact d'atomes d'hélium à une énergie de 60 keV/uma. Cette simulation est basée au préalable sur la connaissance des structures géométriques des agrégats et des sections efficaces de dissociation individuelle des constituants H3+ et H2.
L'interaction est étudiée dans le centre de masse de l'agrégat grâce à une approche par cinématique inverse.
Les résultats obtenus permettent de remonter aux sections efficaces totales de dissociation ainsi qu'aux sections efficaces partielles de quelques canaux tels que : La capture électronique, la simple ionisation et la multi-ionisation.
Cette simulation peut aussi servir à l'étude de l'évaporation et de la multifragmentation en incluant des routines tenant compte de ces phénomènes.
Dans cette thèse, nous avons élaboré et développé un code de simulation Monte Carlo dans le but d'étudier ces différents canaux et mécanismes de dissociation des agrégats H3+(H2)m (1 ≤ m ≤ 18) par impact d'atomes d'hélium à une énergie de 60 keV/uma. Cette simulation est basée au préalable sur la connaissance des structures géométriques des agrégats et des sections efficaces de dissociation individuelle des constituants H3+ et H2.
L'interaction est étudiée dans le centre de masse de l'agrégat grâce à une approche par cinématique inverse.
Les résultats obtenus permettent de remonter aux sections efficaces totales de dissociation ainsi qu'aux sections efficaces partielles de quelques canaux tels que : La capture électronique, la simple ionisation et la multi-ionisation.
Cette simulation peut aussi servir à l'étude de l'évaporation et de la multifragmentation en incluant des routines tenant compte de ces phénomènes.