基于极紫外非线性光学研究土卫六大气光化学过程的方法
地球与行星天体物理
2019-10-02 v1
摘要
行星大气的实地探测需要开展实验室实验，以理解大气高层由光化学引发的分子生长路径。主要物种与主导反应路径被用于输入化学网络模型，以重现这些复杂环境的化学与物理过程。高能紫外光子通过在行星与卫星电离层中形成活性物种，引发高效化学。本文提出一种基于新光反应器的实验室实验，其辐照光束由近红外飞秒激光的高次谐波产生。此类极紫外（EUV）光源如今已足够稳定，可支持长时间实验，期间大量独立反应能够发生。其高可及性使得化学初始条件可被系统改变，以探究行星高层大气的复杂性。为证明本方法的有效性，我们以 14 eV、通量 10^10 photons sec^-1 cm^-2 辐照基于 N2/CH4（5%）且自由程为 60 {\mu}m 的气体混合物达 7 小时。该条件能够模拟土卫六 N2 高层大气的光化学。反应产物揭示了碳氢化合物与含氮物种（如二甲基二氮烯（C2H6N2），本新光反应器中检测到的最大化合物）的形成。该工作代表了使用 EUV 辐照密闭腔室生成土卫六气溶胶光化学类似物的重要一步，以更好地限定土卫六大气中氮掺入有机气溶胶的生长路径。
引用
@article{arxiv.1910.00362,
title = {An EUV Non-Linear Optics Based Approach to Study the Photochemical Processes of Titan\'s Atmosphere},
author = {Jérémy Bourgalais and Nathalie Carrasco and Ludovic Vettier and Thomas Gautier and Valérie Blanchet and Stéphane Petit and Dominique Descamps. Nikita Fedorov and Romain Delos and Jérôme Gaudin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.00362},
year = {2019}
}