Etats excités des molécules protonées – ESPM

Le but de ce projet est de caractériser les propriétés des états électroniques excités des molécules protonées isolées et plus particulièrement les molécules aromatiques. Par caractériser on entend : énergie des transitions électroniques, durée de vie
des états excités, dynamique de fragmentations induit par cette excitation. Cette caractérisation se fera en fonction du site de protonation. Aussi surprenant que cela puisse paraître les informations concernant les états électroniques de molécules
protonées tel que le benzène n’avaient fait l’objet que d’une publication à très très basse résolution. Par exemple on ne savait pas sur une molécules aussi simple que celle la si le premier état excité est stable, prédissocié ou dissociatifs. Nos calculs (récent 2009) montrent qu’ils sont dissociatifs. Pour des molécules telles que le phénol, l’aniline, xylène et autre dérivés benzénique rien n’est connu en phase gazeuse. Les premiers résultats obtenus en 2009 (JACS 2009, PCCP 2009) sur le dimer de benzène et la molécule de benzaldehyde protoné montrent des absorptions dans le visible alors que leurs homologues isoélectroniques neutres absorbent dans l’ultraviolets.
Ce projet se regroupe autour de deux types d’expériences. Des expériences de spectroscopie et de dynamique des états excités faites sur deux montages, l’un opérationnel mais qui est limité à des systèmes « simples » (petites molécules aromatiques protonées) et un deuxième montage qui, grâce à l’utilisation d’une source electrospray et d’une trappe à ions refroidi (à monter, l’objet principal de cette demande), permettra d’accéder à une grande gamme de molécules. La fragmentation elle-même (temps de fragmentation, filiation, étapes de la fragmentation) sont et serons étudiés sur l’expérience unique au monde (détection en coïncidence des ions et des neutres issus d’une photo fragmentation) que nous avons développée avec le laboratoire partenaire ces trois dernières années. Cette expérience qui utilise une source electrospray a permis d’étudier des acides aminés aromatiques ou de petits peptides. Nos deux expériences actuellement utilisent des sources d’ions différentes et ne peuvent étudier les mêmes objets et le but de la demande est de rendre les deux approches expérimentales compatibles Il s’agit d’un projet de recherche fondamental, mais il va de soit que la connaissance des propriétés optiques de ces molécules protonées permettra peut être de les détecter dans des endroits ou il est impossible ou difficile d’installer un spectromètre de masse (nuage interstellaire, ionosphère des planètes, réacteurs à plasma, échappement de combustion….)