Fragmentação de moléculas aromáticas sob colisão de He2+ : revisita experimental e teórica

WANIA WOLFF; VOLKER DANGENDORF; ULRICH GIESEN; BASILIO, JORGE H.; LUCIA H. COUTINHO; FABIO A. RIBEIRO; ALEJANDRA MENDEZ; LÓPEZ, SEBASTIÁN D; CLAUDIA MONTANARI

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Conferencia; CLACIM 2022; 2022

Moléculas aromáticas são de interesse multidisciplinar como em bio-, atmosférica- e astroquímica e são consideradas resistentes à fragmentação ao impacto de íons na faixa de energia intermediária. Pirimidina (C4H4N2), piridina (C5H5N) e benzonitrila (C6H5CN) foram selecionadas respectivamente como moléculas representativas nos campos relacionados. A importância na medição da ionização e subsequente fragmentação dessas moléculas tem sido destacada em muitos trabalhos associados à terapia de hádrons [1], formação de nuvens [2,3] e formação de hidrocarbonetos aromáticos no meio interestelar [5] e objetos planetários [6].Neste trabalho relatamos a fragmentação de moléculas aromáticas sob colisão de H+ e He2+ em uma ampla faixa de energias de impacto de 40 a 150 keV e 700 a 6000 keV, respectivamente, usando feixes de íons e campos de extração pulsados combinados com um espectrômetro de tempo de voo de alta resolução (reflectron). Há poucos estudos experimentais explorando a fragmentação de moléculas aromáticas após interação de íons nesta faixa de energia. Anteriormente, por exemplo, seções de choque de fragmentação foram medidas somente para pirimidina sob impacto de prótons para algumas energias de 300 keV a 16000 keV [1].Uma comparação entre projéteis H+ e He2+ mostra a influência da energia de impacto e opapel do estado de carga nos canais de fragmentação. Procurando por efeitos de carga sobre os canais de ionização e fragmentação, comparamos os dados de He2+ com aquelesmedidos de prótons de 50 a 150 keV e elétrons de 20 a 2000 eV que colidem com essas moléculas aromáticas. Para entender o comportamento geral dasseções de choque íon-moléculas aromáticas, incluímos resultados teóricos para a ionização simples e captura de elétrons destas espécies, combinando a seção de choque atômica de seus constituintes com uma abordagem estequiométrica [7]. Estes valores atômicos foram obtidos dentro dos métodos CTMC e CDW-EIS e são examinados para sondar a importância do fenômeno de captura de elétrons em energias de impacto que variam de 25 keV a 250 keV. Os dados derivados deste estudo podem ajudar a melhorar as estimativas dos modelos astrofísicos, biológicos e atmosféricos.Referências[1] B. Rudek, et al, Eur. Phys. J. D 69, 237(2015).[2] P. C. J. Biban, et al. Eur. Phys. J. D 75, 57(2021).[3]Booyens, et al, Atmosphere 10, 492 (2019).[4] Brett A. Mcguire et al. Science 359, 202(2018).[5] F.J. Crary et al., Planetary and Space Science 57 1847–1856, (2009).[6] M. S. Richard et al., Journal of GeophysicsResearch and Space Physics, 120, 1-18 (2015).[7] A. M. P. Mendez, C. C. Montanari, J. E. Miraglia, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 53, 055201 (2020)