MPQとLMU､レーザ光下でH3+の合成

August, 13, 2021, Munich--マックスプランク量子オプティクス研究所(MPQ)とルートヴィヒマクシミリアン大学(LMU)の物理学者は､シャールジャアメリカ大学(American University Sharjah)と協力して､強力なレーザパルスを使い､ナノサーフェス上に初めてプロトン化水素(H3 +)を生成した｡
　研究チームは､ナノ粒子表面に付着した水分子間の､いわゆる二分子反応を引き起こした｡このシナリオで､レーザ物理学者は､宇宙の条件を刺激した｡宇宙では､氷/塵粒子が高エネルギー放射能に晒され､結果としてプロトン化水素が形成される｡

過酷な条件は､宇宙に広がっている｡凍結させ､放射能は耐えがたい｡第一印象では生命にとって極端に敵対的に聞こえることが､生命の起源を十分にサポートする｡したがって､広大な宇宙の中の極限的な条件下で､プロトン化水素H3+が形成される｡このイオン化分子は､3つのプロトンと2個の電子で構成され､正三角形構造である｡プロトン化水素の高反応性は､より複雑な炭化水素の形成に有利であり､したがって宇宙における生命創造の重要な構成要素である｡

これまで､H3+は､有機分子を使って､あるいは強力な水素プラズマで､地球上で製造されただけである｡レーザ物理学者は､今回､ナノ粒子でH3+製造の新たなメカニズムを確認した｡これは､宇宙における条件を刺激し､分子の形成プロセスへの新たな洞察を可能にする｡

これをするために物理学者は､二酸化ケイ素ナノ粒子の水分子を非常に強い､フェムト秒レーザパルスで照射した｡レーザからの光が､宇宙における高エネルギー放射能と同じ効果をもたらした｡すなわち､ナノ粒子で水のイオン化と分裂を起こした｡二分子反応で､プロトン化水素分子H3+が､2個の水分子から生成された｡｢われわれの実験は､アイスダスト粒子のH3+生成は､付加的成分なしで可能であることを示している｡われわれは､宇宙における複雑な分子の形成がどのように支持されるかを､これから学ぶことができる｣とMatthias Klingは､説明している｡
(詳細は､https://www.mpq.mpg.de)