Luận văn Thạc sĩ Vật lí: Khảo sát ảnh hưởng của bức xạ tương tự tia vũ trụ lên hợp chất hữu cơ mô phỏng môi trường liên sao

Luận văn Thạc sĩ Vật lí: Khảo sát ảnh hưởng của bức xạ tương tự tia vũ trụ lên hợp chất hữu cơ mô phỏng môi trường liên sao bao gồm những nội dung về tổng quan vật chất trong môi trường liên sao (ISM) và sự tương tác của chúng với môi trường, mẫu vật chất hữu cơ dùng trong nghiên cứu và quá trình chiếu xạ mẫu, sự ảnh hưởng của tia bức xạ vũ trụ lên các vật chất mô phỏng môi trường liên sao - kết quả và thảo luận.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Tấn Phúc KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA BỨC XẠ TƯƠNG TỰ TIA VŨ TRỤ LÊN HỢP CHẤT HỮU CƠ MÔ PHỎNG MÔI TRƯỜNG LIÊN SAO LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Thành Phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Tấn Phúc KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA BỨC XẠ TƯƠNG TỰ TIA VŨ TRỤ LÊN HỢP CHẤT HỮU CƠ MÔ PHỎNG MƠI TRƯỜNG LIÊN SAO Chun ngành: Vật lí ngun tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS CAO ANH TUẤN Thành Phố Hồ Chí Minh – 2014 Lời cảm ơn Trong q trình thực cơng trình này, nhận nhiều giúp đỡ dẫn hữu ích điều kiện thuận lợi cơng tác nghiên cứu để hồn thành cơng việc Đầu tiên, tơi xin cảm ơn gia đình bên tơi lúc khó khăn, khuyến khích tơi học tập nghiên cứu; xin gửi lời tri ân đặc biệt đến TS Cao Anh Tuấn - Khoa Vật Lý, Trường Đại Học Sự Phạm Tp Hồ Chí Minh - hướng dẫn, động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho lời khuyên hữu ích cho thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô Khoa Vật Lý, Trường Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh, giảng dạy truyền thụ kiến thức đại cương vật lý để tơi có cách tiếp cận hồn thành công việc nghiên cứu tốt Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Ths Hồng Đức Tâm - môn vật lý hạt nhân giúp đỡ bước đầu nghiên cứu; thầy cô Phịng Thí Nghiệm Vơ Tuyến Điện, Khoa Vật lý – Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh hỗ trợ cho nơi làm việc thiết bị nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn bạn bè khóa K23 anh chị khóa trước giúp đỡ tơi thực luận văn Tp HCM, ngày 10 tháng 09 năm 2014 Tác giả Lê Tấn Phúc Tóm tắt Trong mơi trường liên sao, nguyên tử, phân tử hạt bụi bị chiếu xạ xạ tia cực tím, tia vũ trụ, tia X, tia gamma chịu tương tác số yếu tố khác Việc nghiên cứu tiến hóa vật chất môi trường liên quan trọng ngành vật lý thiên văn Những mẫu hợp chất hữu mô môi trường liên (tương tự PAHs - Hydrocarbon đa vòng thơm) tạo phịng thí nghiệm chiếu xạ ion tương tự tia vũ trụ Chúng thấy cấu trúc hóa học mẫu bị phá hủy chiếu xạ Các liên kết hydrocarbon bị bẻ gãy hydro nguyên tử giải phóng bắn phá chùm ion Tại số vị trí, phá hủy chiếm ưu tái tạo vật chất ngược lại Do đó, tia vũ trụ ảnh hưởng đến môi trường liên thông qua việc va chạm ion với liên kết hóa học Sự thay đổi độ sâu quang học giúp ích cho việc tìm hiểu q trình tiến hóa vật chất ISM Abstract In the interstellar medium (ISM), atoms, molecules and dust grains are irradiated by UV photons, cosmic rays, X-rays and gamma rays, others The study of the evolution of ISM is an important contribution for astrophysics Samples of carbonaceous interstellar analogues (similar to PAHs – Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) have been produced in the laboratory by the irradiated ion beams, which are similar as the cosmic rays The analysis of the data shows that the chemical structures of the samples were destroyed by irradiation Hydrocarbon bonds were broken and hydrogen atoms were released by the ion beams At some positions, the destruction dominates over the construction, and vice versa Therefore, the cosmic rays affect the interstellar medium via the collisions of ion and chemical bonds The variation of optical depth is useful for the study of the evolution of ISM Key words:cosmic rays, recombination model, interstellar medium, PAHs, infrared spectrum, stretching – bending – out-of-plane vibration Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn khoa học TS Cao Anh Tuấn Tất liệu phổ, số liệu phân tích, đồ thị, hình vẽ bảng biểu trình bày phần kết nghiên cứu tơi hồn tồn trung thực, khách quan chưa cá nhân hay tập thể công bố cơng trình mà tơi khơng tham gia Tất kết sử dụng lại tác giả khác trích dẫn đầy đủ chi tiết MỤC LỤC Mở đầu .1 Chương Tổng quanvề vật chất môi trường liên (ISM) tương tác chúng với môi trường 1.1 Tổng quan ISM vật chất ISM .4 1.1.1 Môi trường liên (ISM) 1.1.2 Vật chất môi trường liên 1.2 Các loại xạ môi trường liên 11 1.2.1 Ảnh hưởng xạ ISM đến vật chất .13 1.2.2 Cơ chế phát xạ hồng ngoại vật chất hữu 14 Chương Các mẫu vật chất hữu dùng nghiên cứu trình chiếu xạ mẫu 17 2.1 Quá trình tạo mẫu 17 2.2 Quá trình chiếu xạ mẫu thu phổ hồng ngoại 21 2.3 Các thông số chiếu xạ 22 Chương Sự ảnh hưởng tia xạ vũ trụ lên vật chất mô môi trường liên - kết thảo luận .25 3.1 Quá trình xử lý số liệu 25 3.2 Tiết diện phá hủy mẫu tái tổ hợp 33 3.3 Hàm lượng hydro tiến hóa vật chất hữu chiếu xạ 35 Kết luận 50 Tài liệu tham khảo 52 Phụ lục 55 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình Tên hình Trang 1.1 Sự phân bố vật chất môi trường liên 1.2 Một số PAHs đơn giản tính theo chiều kim đồng hồ từ phía bên trái benz(e)acephenanthrylene, pyrene, dibenz(ah)anthracene 1.3 Các kiểu gắn kết C-H vào vòng thơm 10 1.4 Tinh vân Red Rectangle chụp từ kính Hubble (nguồn NASA) 11 1.5 Độ phong phú nguyên tố tia vũ trụ (đường in đậm) 12 so với tia vũ trụ đến từ thiên hà (đường mảnh)[13] 1.6 Các chế độ dao động phân tử [11] 15 2.1 Mơ hình thí nghiệm tạo mẫu [18] 19 2.2 Phổ hồng ngoại mẫu a-C:H 1, a-C:H bồ hóng [10] 19 2.3 Các vùng dao động hợp chất hydrocarbon 20 3.1 Phổ hồng ngoại thu từ thí nghiệm với mẫu bồ hóng 26 chiếu xạ chùm ion C5+ 50 MeV, Si7+ 85 MeV, Ni9+ 100 MeV với thông lượng ion khác nhau, Tandem, Pháp vào tháng 3, 2009 3.2 Phổ hồng ngoại vùng bồ hóng chiếu xạ ion C5+ 50 MeV 27 với thông lượng ion khác 3.3 Phổ hồng ngoại vùng bồ hóng chiếu xạ ion Si7+ 85 MeV 28 ... quan vất chất môi trường liên (ISM) tương tác chúng với mơi trường Chương trình bày khái niệm môi trường liên sao, vật chất môi trường liên Sự tương tác vật chất môi trường liên với môi trường. .. ISM Trong môi trường liên này, hợp chất hữu tồn chịu tác động xạ vật lý; ảnh hưởng mạnh mẽ tia vũ trụ lên hợp chất hữu khảo sát [1],[6],[10],[18] Những mẫu chất hữu tương tự với vật chất ISM tạo... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Tấn Phúc KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA BỨC XẠ TƯƠNG TỰ TIA VŨ TRỤ LÊN HỢP CHẤT HỮU CƠ MÔ PHỎNG MÔI TRƯỜNG LIÊN SAO Chuyên ngành: Vật lí nguyên