Spectroscopie Infrarouge d’espèces instables

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White cell - Vue axiale de la cellule de White à long parcours optique (200 m) et équipée de deux électrodes pour produire un plasma géant (Source: ESA – D. Ducros, 2009)

L’identification de nouvelles espèces moléculaires dans les environnements astrophysiques (milieu interstellaire, comètes et atmosphères planétaires) repose sur la mesure de leur signature spectrale en phase gazeuse. C’est le développement de la radioastronomie dans le domaine des ondes millimétriques et sub-millimétriques, à partir des années 70, qui a permis de découvrir la plupart des molécules interstellaires. Les infrarouges moyen et lointain qui complètent habituellement ce domaine spectral, s’y substituent pour la détection des molécules dépourvues de moment dipolaire permanent. Un grand nombre d’espèces interstellaires (molécules, radicaux, ions) sont instables dans les conditions normales de pression et de température, compliquant ainsi la caractérisation de leurs propriétés.

Plusieurs de nos dispositifs expérimentaux sont couplés à un spectromètre par transformée de Fourier à très haute résolution Bruker HR 125. C’est le cas d’une cellule à long parcours optique (200 m) qui génère un plasma « géant » grâce à deux électrodes placées en vis-à-vis sur toute sa longueur. Ce dispositif permet l’étude par absorption infrarouge d’espèces moléculaires et radicalaires chargées qui revêtent une grande importance dans divers milieux astrophysiques.

Le développement expérimental récent d’une source de plasma en expansion isentropique planaire permettra de produire des espèces radicalaires chargées à très basses températures (10 – 20 K) d’intérêt pour le milieu interstellaire. Le dispositif sera combiné avec le spectromètre de Fourier Bruker HR 125 pour l’étude des espèces les plus absorbantes et au spectromètre à diode laser utilisant une cavité de très haute finesse (CRDS) pour celles présentes à l’état de trace.

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