Doctorat en chimie physique - Astrochimie

Doctorat en chimie physique - Astrochimie

France 04 oct. 2021
CNRS

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DÉTAILS OPPORTUNITÉ

Centre de recherche
Région
Pays hôte
Date limite
04 oct. 2021
Niveau d'études
Type d'opportunité
Spécialités
Financement d'opportunité
Financement complet
Pays éligibles
Cette opportunité est destiné à tous les pays
Région éligible
Toutes les régions

Le doctorant sera inscrit à l'Ecole Doctorale 2MIB, "Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes", de l'Université Paris Saclay (https://www.universite-paris-saclay.fr/ecoles-doctorales/ sciences-chimiq ...) et bénéficiera d'une offre large et adaptée de formations complémentaires.
Les travaux proposés seront menés sous la codirection de:
(i) M. Bertin, de l'équipe "Spin, Photons and Ice" du laboratoire LERMA (Laboratoire d'Etudes du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères), unité mixte de recherche (UMR 8112) partagée par le CNRS, Observatoire de Paris (OP), Université de la Sorbonne (SU) et Université Cergy Paris (CYU),
(ii) A. Lafosse, de l'équipe SIM2D «Surfaces, Interfaces, Molécules & Matériaux 2D» de l'ISMO (Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay), unité mixte de recherche (UMR 8214) du CNRS et de l'Université Paris-Saclay .
Le doctorant participera à des expériences au synchrotron SOLEIL.
L'ensemble des travaux sera réalisé au sein du consortium constitué par les 3 partenaires de l'ANR PIXyES (Photodesorption Induced by UV-X-Ray and Electrons on Ice Surfaces, 2021-2025): LERMA (chef de projet), ISMO et PhLAM (Laboratoire de Physique des Lasers Atomes et Molécules, unité mixte de recherche (UMR 8523) CNRS et Université de Lille).
Les travaux de recherche du doctorant ne seront pas soumis à la confidentialité. Il sera publié dans des revues internationales à comité de lecture. De plus, le doctorant participera à au moins une conférence nationale au cours de la première année de sa thèse (si les conditions sanitaires et son niveau de français le permettent) puis à une conférence internationale au cours de la deuxième année de sa / sa thèse.

Désorption non thermique à partir de glaces moléculaires modèles - vers des données astrochimiques quantitatives

La chimie dans le milieu interstellaire (ISM) se déroule en phase gazeuse ainsi qu'à la surface des grains de poussières interstellaires, où s'accumulent des films de molécules physisorbées. Ces glaces sont traitées par les photons et les rayons cosmiques, et inévitablement par les paquets d'électrons secondaires de basse énergie produits par ces radiations. Cette chimie alimente le milieu avec de nouvelles espèces moléculaires. La désorption est l'étape clé de cette interaction entre phase gazeuse, phase solide et radiations, et est centrale dans l'interprétation des données d'observation les plus récentes obtenues par la dernière génération de télescopes (ALMA, NOEMA, futur JWST). Il peut être thermiquement (induit par chauffage) ou non thermiquement induit par des radiations, ou il peut résulter de processus chimiques exothermiques initiés. Les études proposées seront dédiées aux processus de désorption non thermique induits par les électrons (haute énergie typique des électrons Auger ~ 500 eV, basse énergie typique des électrons secondaires <20 eV) et photons (rayons X mous) de films minces physisorbés, constitué de molécules noyées dans une matrice H2O / CO2, le plus souvent observées dans l'ISM. Comment l'excitation électronique des molécules de la matrice participe-t-elle à la désorption non thermique? Dans quelle mesure les électrons Auger (par rapport aux électrons secondaires de faible énergie) résultant de l'irradiation aux rayons X entraînent-ils la désorption non thermique? Les réponses à ces questions physico-chimiques conduiront à terme à une meilleure compréhension de la désorption non thermique dans les régions planétaires de l'ISM, à savoir les disques protoplanétaires. Ils permettront une modélisation adéquate des processus induits par les rayons X et les électrons dans ces milieux, jusqu'ici mal contraints expérimentalement, et fourniront des pistes pour comprendre leur richesse chimique encore inexpliquée.
Des glaces moléculaires modèles (matrices H2O et CO2 dopées avec des espèces organiques légères observées comme le méthanol CH3OH, l'ammoniaque NH3, l'acide formique HCOOH…) seront déposées sur l'or à basse température (<25 K). La spectroscopie vibrationnelle combinée (IRRAS / HREELS) et l'analyse de désorption programmée en température (TPD) fourniront des informations sur la morphologie et l'épaisseur des glaces déposées. La désorption non thermique sera suivie par spectrométrie de masse afin d'identifier et de quantifier les espèces impliquées. La désorption sous irradiation photonique dans le domaine des rayons X mous sera étudiée dans le dispositif SPICES (LERMA, Sorbonne Université), qui sera installé en bout de ligne synchrotron [Basalgète A&A 2021]. La désorption sous irradiation électronique sera étudiée dans le dispositif «électrons-solides» (ISMO, Université Paris-Saclay) [Sala PhD 2018]. Les objectifs ultimes sont: (i) démêler les processus élémentaires à l'œuvre à l'échelle moléculaire, (ii) déterminer les taux de désorption quantitative des espèces neutres (en molécules par électron / photon incident) et (ii) accéder aux sections efficaces pour processus sélectionnés.


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