Výskum astronomicky relevantných molekúl v laboratóriu elektrónmi indukovanej fluorescencie
Experiment skrížených zväzkov elektrónov a molekúl na Katedre experimentálnej fyziky prispieva k analýze astronomických pozorovaní. Výsledky publikované v renomovanom karentovanom periodiku The Astrophysical Journal.
Skupina prof. Matejčíka na Katedre experimentálnej fyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky sa dlhodobo venuje skúmaniu elektrónmi indukovaných procesov v atómoch a molekulách. Laboratórium elektrónmi indukovanej fluorescencie je zamerané na štúdium excitačných reakcií a emisných spektier atómov a molekúl. Výsledky sú významné nielen z hľadiska základného výskumu, ale aj ako referenčné spektrá pre výsledky optickej emisnej spektroskopie výbojov, atmosférických javov a tiež v oblasti astronómie.
Na poslednú menovanú oblasť bola zameraná aj jedna z najvýznamnejších publikácií laboratória, ktorá vyšla v renomovanom vedeckom periodiku The Astrophysical Journal v roku 2017 venovaná elektrónmi indukovanej fluorescencii acetylénu1. Acetylén je najmenší uhľovodík s trojitou väzbou medzi atómami uhlíka. Z astrofyzikálneho hľadiska je významný najmä pre svoju bohatú prítomnosť vo vesmíre. Radikál C2H, ktorý môže vzniknúť z acetylénu nárazom elektrónu alebo fotónu patrí tiež medzi najfrekventovanejšie molekuly, prítomný je v hmlovinách a dokonca aj v oblastiach formovania hviezd. Prítomnosť acetylénu bola potvrdená aj v atmosfére Titánu sondou Cassini.
V laboratóriu elektrónmi indukovanej fluorescencie sa pri štúdiu excitácií zamerali na časť spektra medzi 190 nm a 660 nm. Pri náraze elektrónov s energiami v rozsahu 5 – 100 eV dominovali disociatívne excitácie a disociatívne ionizácie spojené s excitáciou iónov. V spektre boli zaznamenané spektrálne čiary atomárneho uhlíka a Balmerovej série vodíka a molekulárne pásy zodpovedajúce prechodom CH(A-X), CH(B-X), CH+(B-A) a C2. Významným prínosom publikácie bola detekcia kontinuálneho žiarenia prechodu C2H(A-X). Pre väčšinu detegovaných prechodov boli určené absolútne excitačno-emisné účinné prierezy a prahové energie pre jednotlivé disociačné kanály, viaceré po prvý raz.
Aj táto štúdia astronomicky relevantnej molekuly prispela k následnému započatiu spolupráce skupiny prof. Matejčíka s Dr. Dennisom Bodewitsom (Universty of Maryland), členom výskumného tímu misie Rosetta Európskej vesmírnej agentúry. Cieľom spolupráce je laboratórne štúdium molekúl prítomných v plynnom obale kométy 67P/Churyumov-Gerasimenko na pôde Katedry experimentálnej fyziky.
1Dissociative Excitation of Acetylene Induced by Electron Impact: Excitation-emission Cross-sections