Construction of an E-band chirped pulse spectrometer and application to the measurement of low temperature collisional processes of astrochemical interest
Construction d'un spectromètre à onde "chirpé" en bande E et application à la mesure de processus collisionnel à basse température d'intérêt astrochimique
Résumé
This thesis presents research work on the construction and development of a new instrument and its utilization in the framework of the CPUF technique (Chirped Pulse in Uniform Flow) to study low-temperature collisional processes of astrochemical interest. The thesis details the characteristics of the CRESUCHIRP apparatus and the technical development related to its utilization as a CPUF instrument. The new CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement supersonique Uniforme) apparatus and the supporting instrumentation are described. The characterization of an E-band (60-90 GHz) CP-FTmmW spectrometer (Chirped Pulse-Fourier Transform millimeter Wave) is presented with its coupling to the rest of the instrument. The capability of the spectrometer as a spectroscopic tool is presented with the measurement of pressure broadening coefficients at room temperature for the system OCS + He. Experiments using the CPUF technique are presented with the measurement of the difference in collisional interaction of isomers at low temperatures: HCN and HNC with He. Studies of the potential of the instrument for application to kinetics measurement at low temperature are presented for the reactions CN + ethane at 10 K and CN + acetylene at 30 K. Tentative calibrations of these two reactions are presented. The strengths and weaknesses of the new instrument are discussed, as well as potential improvements to the technique.
Cette thèse présente la construction et le développement d'un nouvel instrument et son utilisation via la technique CPUF technique (Chirped Pulse in Uniform Flow) pour étudier des phénomènes collisionnels à basse température d'intérêt astrophysique. La thèse détaille les caractéristique de l’instrument CRESUCHIRP ainsi que les développement technique lié a son utilisation pour la technique CPUF. Le nouveau réacteur CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement supersonique Uniforme) ainsi que les instruments qui y sont liés sont présentés. La caractérisation du nouveau spectromètre CP-FTmmW (Chirped Pulse-Fourier Transform millimeter Wave) en bande E (60-90 GHz) est détaillé ainsi que le couplage avec le reacteur CRESU. Les performances du spectromètre en tant qu'instrument spectrocopique sont présentées avec la mesure de l'élargissement collisionnel à température ambiante pour le système OCS + He. Les expériences utilisant la technique CPUF sont présentées avec la mesure de l'évolution de l'élargissement collisionnel des systèmes HCN + He et HNC + He en fonction de la température (10-70 K). Une étude du potentiel de l'instrument pour son application sur des mesures de cinétique à basse température est présentée pour les reactions entre le radical CN et l' éthane à 10 K et l'acétylène à 30 K. Une tentative de calibration des produits est détaillée. Les forces et faiblesses du nouvel instrument sont discutés ainsi que de potentielles améliorations à la technique.
Domaines
Astrophysique [astro-ph]
Origine : Version validée par le jury (STAR)