A study of cold ion-molecule reactions between ionic Coulomb crystals and slow polar molecules

离子库仑晶体与慢极性分子的冷离子分子反应研究

• 批准号: 21684023
• 负责人: OKADA Kunihiro
• 金额: $ 10.23万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21684023/
• 关键词: イオントラップ; クーロン結晶; 低速分子線; 極性分子

We have developed a new experimental apparatus to measure the reaction rates of cold ion-polar molecule reactions. First, the Stark velocity filter was developed for the generation of slow polar molecules. We have successfully produced slow ND_3, CH_2O, and CH_3CN beams with a peak velocity of 23～ 40 m/s. In particular, the generation of slow CH_3CN beam was carried out for the first time in this study. In addition, the number density of slow molecules was determined to be n=10^4～ 10^6 cm^<-3>, that is an important parameter to determine the reaction rate constant. Finally, the reaction rates between the Ca^+Coulomb crystals and the slow polar molecules were measured. The reaction rates are of the order of 10^<-6>～ 10^<-5> s^<-1>, which are very slow compared to a typical reaction rate of a molecular ion-polar molecule reaction at very low temperatures. This fact show that Ca^+is suitable for a coolant of sympathetic cooling of molecular ions, which are supplied for performing the reaction-rate measurements of cold ion-polar molecule reactions. This is an important achievement of this study.

我们研制了一种测量冷离子-极性分子反应速率的新实验装置。首先，斯塔克速度过滤器被开发用于产生慢极性分子。我们已经成功地产生了峰值速度为23~ 40 m/s的ND_3、CH_2O和CH_3CN慢束流。特别是首次实现了CH_3CN慢光束的产生。此外，还测定了慢分子的数密度n=10^4~ 10^6 cm^2<-3>，这是确定反应速率常数的重要参数。最后，测量了Ca^+库仑晶体与慢极性分子之间的反应速率。反应速率约为10 <-6><-5><-1>~这一事实表明，Ca^+适合作为分子离子交感冷却的冷却剂，用于冷离子-极性分子反应的反应速率测量。这是本研究的一个重要成果。

项目成果

イオンのクーロン結晶の生成とその応用

离子库仑晶体的产生及其应用

• 发表时间: 2010
• 作者: S. Nakatsuji;他2名;岡田邦宏
• 通讯作者: 岡田邦宏

シュタルク分子速度フィルターの開発とその現

Stark分子速度过滤器的发展及现状

• 发表时间: 2010
• 作者: 菅沼拓也;内麻宏紀;谷口貴紀;岡田邦宏;高柳俊暢;和田道治;H. A. Schuessler
• 通讯作者: H. A. Schuessler

極低温イオン-極性分子衝突反応実験のためのクーロン結晶の分子動力学シミュレーション

低温离子-极性分子碰撞反应实验库仑晶体的分子动力学模拟

• 发表时间: 2009
• 作者: 岡田邦宏;木村直樹;菅沼拓也;他
• 通讯作者: 他

極低温イオン-極性分子衝突反応実験のためのシュタルク速度選別器の開発

用于低温离子-极性分子碰撞反应实验的斯塔克速度选择器的开发

• 发表时间: 2010
• 作者: 岡田邦宏;木村直樹;菅沼拓也;他
• 通讯作者: 他

Laser-induced reactions between a Ca+ Coulomb crystal and polar molecules

钙库仑晶体和极性分子之间的激光诱导反应

• DOI: 10.1088/1742-6596/388/1/012025
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: K. Okada;T. Suganuma;T. Furukawa;T.Takayanagi;M. Wada;H. A. Schuessler;K. Okada et al.
• 通讯作者: K. Okada et al.