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Astrid Bergeat

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Depuis 2015: Sections efficaces de réaction en faisceaux moléculaires croisés ================================================================ L’objectif de cette expérience de faisceaux moléculaires croisés est d’obtenir des informations microscopiques, telles que les sections efficaces intégrales ou différentielles, sur les collisions bimoléculaires réactives aux très faibles énergies de collision, conditions proches de celles que l’on retrouve dans le milieu interstellaire. Pour cela, on associe des tuyères et lasers pulsés afin de générer des faisceaux supersoniques d’espèces très réactives et de sonder les réactifs et produits par ionisation multiphotonique résonante. D’autre part, l’angle de croisement des faisceaux moléculaires est continûment ajustable antre 90 et 12,5°, paramètre qui détermine l’énergie de collision. Ainsi, nous avons pu obtenir les sections efficaces intégrales et différentielles de réactions d’hydrocarbures insaturés avec le carbone atomique C(3PJ), espèce abondante dans les nuages denses, jusqu’à des énergies de translation relative des réactifs ET = 0,4 kJ mol-1, ce qui représente l’énergie translationnelle thermique moyenne (ET = 3/2 kT) à 30K. Ainsi, nous avons pu démontrer que les réactions de ce type avaient une section efficace intégrale qui augmente fortement lorsque l’énergie diminue et sont donc sans barrière. Un programme en cours est également axé sur les collisions inélastiques. En effet, Les calculs théoriques prévoient que la dynamique d’excitation rotationnelle des molécules CO et O2, induite par collision avec H2, est dominée par des résonances quantiques aux très basses énergies. Leur mise en évidence expérimentale est rendue difficile par la nécessité d’obtenir des énergies de collision très faibles et une grande résolution en énergie. Les expériences menées grâce à un montage de faisceaux moléculaires croisés à angle d’intersection variable, nous permettent ainsi d’observer le seuil des transitions *j* = 0 -> 1 de CO à 3,85 cm-1 et *Nj* = 10 -> 11 de O2 à 3,96 cm-1. Ces énergies correspondent à l’énergie cinétique moyenne d’un gaz à une température inférieure à 4 K. Les pics dans le tracé des sections efficaces intégrales en fonction de l’énergie de collision, constituent la première observation expérimentale de résonances pour des processus inélastiques. Le bon accord avec les calculs théoriques permet de valider les potentiels d’interaction et ainsi de déduire les constantes de vitesse pour la modélisation du milieu interstellaire. Nos résultats expérimentaux mettent en relief la nature quantique des interactions moléculaires aux très basses énergies.

Publications

Near-Threshold and Resonance Effects in Rotationally Inelastic Scattering of D2O with Normal-H2

Astrid Bergeat , Alexandre Faure , Laurent Wiesenfeld , Chloé Miossec , Sébastien Morales et al.
Molecules, 2022, 27 (21), pp.7535. ⟨10.3390/molecules27217535⟩
Journal articles hal-03875820v1
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Probing Low-Energy Resonances in Water-Hydrogen Inelastic Collisions

A. Bergeat , Sébastien B. Morales , Christian Naulin , Laurent Wiesenfeld , A Faure et al.
Physical Review Letters, 2020, 125, ⟨10.1103/physrevlett.125.143402⟩
Journal articles hal-03058396v1

Experimental and Theoretical Investigation on the OH + CH3C(O)CH3 Reaction at Interstellar Temperatures (T = 11.7-64.4 K)

S. Blázquez , D. González , A. García-Sáez , M. Antiñolo , Astrid Bergeat et al.
ACS Earth and Space Chemistry, 2019, 3 (9), pp.1873-1883. ⟨10.1021/acsearthspacechem.9b00144⟩
Journal articles hal-02309940v1

Quantum Behavior of Spin-Orbit Inelastic Scattering of C-Atoms by D2 at Low Energy

Astrid Bergeat , Sébastien Morales , Christian Naulin , Jacek Kłos , François Lique et al.
Frontiers in Chemistry, 2019, 7, ⟨10.3389/fchem.2019.00164⟩
Journal articles hal-03045112v1

Correction to “Probing Nonadiabatic Effects in Low-Energy C( 3 P j ) + H 2 Collisions”

Jacek Kłos , Astrid Bergeat , Gianmarco Vanuzzo , Sébastien Morales , Christian Naulin et al.
Journal of Physical Chemistry Letters, 2019, 10 (12), pp.3408-3409. ⟨10.1021/acs.jpclett.9b01536⟩
Journal articles hal-03044967v1

Understanding the quantum nature of low-energy C(3Pj) + He inelastic collisions

Astrid Bergeat , Simon Chefdeville , Michel Costes , Sébastien Morales , Christian Naulin et al.
Nature Chemistry, 2018, 10 (5), pp.519-522. ⟨10.1038/s41557-018-0030-y⟩
Journal articles hal-03045122v1

S((1)D) + ortho-D2 Reaction Dynamics at Low Collision Energies: Complementary Crossed Molecular Beam Experiments and Theoretical Investigations

Manuel Lara , Simon Chefdeville , Pascal Larregaray , Laurent Bonnet , Jean-Michel Launay et al.
Journal of Physical Chemistry A, 2016, 120 (27), pp.5274-5281. ⟨10.1021/acs.jpca.6b01182⟩
Journal articles hal-01301350v1

The 2014 KIDA network for interstellar chemistry

Valentine Wakelam , J.-C., Loison , E., Herbst , B. Pavone , A., Bergeat et al.
The Astrophysical Journal Supplement, 2015, 217 (2), pp.20. ⟨10.1088/0067-0049/217/2/20⟩
Journal articles hal-01137231v1

The gas-phase chemistry of carbon chains in dark cloud chemical models

Jean-Christophe Loison , Valentine Wakelam , Kevin M. Hickson , Astrid Bergeat , Raphael Mereau et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2013, 437 (1), pp.930-945. ⟨10.1093/mnras/stt1956⟩
Journal articles hal-00905547v1
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Photochemistry of C3Hp hydrocarbons in Titan's stratosphere revisited

Eric Hébrard , M. Dobrijevic , Jean-Christophe Loison , A. Bergeat , K. M. Hickson et al.
Astronomy and Astrophysics - A&A, 2013, 552, pp.132. ⟨10.1051/0004-6361/201220686⟩
Journal articles hal-00833258v1

A KInetic Database for Astrochemistry (KIDA)

Valentine Wakelam , E. Herbst , J. -C. Loison , I. W. M. Smith , V. Chandrasekaran et al.
The Astrophysical Journal Supplement, 2012, 199 (1), pp.21. ⟨10.1088/0067-0049/199/1/21⟩
Journal articles hal-00664833v1
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Neutral production of hydrogen isocyanide (HNC) and hydrogen cyanide (HCN) in Titan's upper atmosphere

Eric Hébrard , M. Dobrijevic , Jean-Christophe Loison , A. Bergeat , K. M. Hickson et al.
Astronomy and Astrophysics - A&A, 2012, 541, pp.21. ⟨10.1051/0004-6361/201218837⟩
Journal articles hal-00691797v1

Elemental nitrogen partitioning in dense interstellar clouds

Julien J. Daranlot , U. Hincelin , Astrid Bergeat , Michel Costes , Jean-Christophe Loison et al.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2012, 109, pp.10233-10238. ⟨10.1073/pnas.1200017109⟩
Journal articles hal-00709160v1
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Dynamics of the S(1D2)+HD(j=0) reaction at collision energies approaching the cold regime: a stringent test for theory.

Manuel Lara , Simon Chefdeville , Kevin M Hickson , Astrid Bergeat , Christian Naulin et al.
Physical Review Letters, 2012, 109 (13), pp.133201. ⟨10.1103/PhysRevLett.109.133201⟩
Journal articles hal-00856178v1

Review of OCS gas-phase reactions in dark cloud chemical models

Jean-Christophe Loison , Philippe Halvick , Astrid Bergeat , Kevin M. Hickson , Valentine Wakelam et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2012, 421 (2), pp.1476-1484. ⟨10.1111/j.1365-2966.2012.20412.x⟩
Journal articles hal-00665009v1

Observation of partial wave structures in the integral cross section of the S((1)D2) + H2(j = 0) reaction.

Manuel Lara , Fabrice Dayou , Jean-Michel Launay , Astrid Bergeat , Kevin M Hickson et al.
Physical Chemistry Chemical Physics, 2011, 13 (18), pp.8127-30. ⟨10.1039/c0cp02705g⟩
Journal articles hal-00700349v1

Revealing Atom-Radical Reactivity at Low Temperature Through the N + OH Reaction

Julien J. Daranlot , Mohamed M. Jorfi , Changjian C. Xie , Astrid A. Bergeat , Michel Costes et al.
Science, 2011, 334 (6062), pp.1538-1541. ⟨10.1126/science.1213789⟩
Journal articles hal-00680431v1

Kinetics and dynamics of the S(1D2) + H2 → SH + H reaction at very low temperatures and collision energies.

Coralie Berteloite , Manuel Lara , Astrid Bergeat , Sébastien D. Le Picard , Fabrice Dayou et al.
Physical Review Letters, 2010, 105 (20), pp.203201. ⟨10.1103/PhysRevLett.105.203201⟩
Journal articles hal-00657832v1

How Measurements of Rate Coefficients at Low Temperature Increase the Predictivity of Photochemical Models of Titan's Atmosphere

Eric Hébrard , M. Dobrijevic , P. Pernot , Nathalie Carrasco , A. Bergeat et al.
Journal of Physical Chemistry A, 2009, 113 (42), pp.11227-11237. ⟨10.1021/jp905524e⟩
Journal articles hal-00439322v1

Kinetics of the reactions of acetone and glyoxal with O2+ and NO+ ions and application to the detection of oxygenated volatile organic compounds in the atmosphere by chemical ionization mass spectrometry

Christophe Guimbaud , Valéry Catoire , A. Bergeat , E. Michel , N. Schoon et al.
International Journal of Mass Spectrometry, 2007, 263 (2-3), pp.276-288. ⟨10.1016/j.ijms.2007.03.006⟩
Journal articles insu-02062131v1

Tunneling in the reaction of acetone with OH

Astrid Bergeat , Françoise Caralp , Wendell Forst , Eric Hénon , Frederic Bohr et al.
Physical Chemistry Chemical Physics, 2006, 8, pp.1072-1078. ⟨10.1039/b515118j⟩
Journal articles hal-00109340v1

Crossed-beam studies on the dynamics of the C + C2H2 interstellar reaction leading to linear and cyclic C3H + H and C3 + H2

Michel Costes , Nicolas Daugey , Christian Naulin , Astrid Bergeat , Francesca Leonori et al.
Faraday Discussions, 2006, 133, pp.157-176. ⟨10.1039/b518300f⟩
Journal articles hal-00114276v1

Kinetic measurements on methylidyne radical reactions with several hydrocarbons at low temperatures

Nicolas Daugey , Philippe Caubet , Bertrand Retail , Michel Costes , Astrid Bergeat et al.
Physical Chemistry Chemical Physics, 2005, 7, pp.2921-2927. ⟨10.1039/b506096f⟩
Journal articles hal-00108712v1

Dynamics of the insertion reaction C(1D)+ H2: A comparison of crossed molecular beam experiments with quasiclassical trajectory and quantum mechanical scattering calculations

Nadia Balucani , Giovanni Capozza , Laura Cartechini , Astrid Bergeat , Rolf Bobbenkamp et al.
Physical Chemistry Chemical Physics, 2004, 6 (21), pp.4957-4967. ⟨10.1039/b409327e⟩
Journal articles hal-01083013v1

Dynamics of the S(1D2) + HD(j = 0) reaction at very low collision energies

Simon Chefdeville , Manuel Lara-Garrido , Kevin Hickson , Astrid Bergeat , Christian Naulin et al.
12th workshop on Quantum Reactive Scattering (QRS12) University of Bordeaux 1, Jul 2013, Talence, France
Conference papers hal-00975535v1

Reaching the cold regime: resonances and partial wave structures in the S(1D) + H2 / HD reaction at very low collision energies

Manuel Lara Garrido , Simon Chefdeville , Kevin Hickson , Astrid Bergeat , Christian Naulin et al.
Workshop: "Quantum days in Bilbao: Understanding chemical reactivity; from modeling to experiment", Jul 2012, Bilbao, Spain
Conference papers hal-00975564v1

Neutral production of hydrogen isocyanide (HNC) and hydrogen cyanide (HCN) in Titan's upper atmosphere

Eric Hébrard , M. Dobrijevic , Jean-Christophe Loison , A. Bergeat , K. M. Hickson et al.
-, 2012, Madrid, Spain. pp.692
Conference papers hal-00833260v1

How measurements of rate constants at low temperature increase the predictivity of photochemical models of Titans's atmosphere

P. Pernot , Eric Hébrard , M. Dobrijevic , Nathalie Carrasco , A. Bergeat et al.
European Planetary Science Congress 2009, 2009, Potsdam, Germany. pp.221
Conference papers hal-00998443v1

How Measurements Of Rate Constants At Low Temperature Increase The Predictivity Of Photochemical Models Of Titans's Atmosphere

Pascal Pernot , Eric Hébrard , M. Dobrijevic , Nathalie Carrasco , A. Bergeat et al.
DPS Meeting, Oct 2009, Puerto Rico, United States. pp.id. 17.08
Conference papers hal-00426684v1