Vliv vnitřní excitace na reakce chladných iontů s elektrony a molekulami

• Název práce v češtině: Vliv vnitřní excitace na reakce chladných iontů s elektrony a molekulami
• Název v anglickém jazyce: Influence of internal excitation on reactions of cold ions with electrons and molecules
• Akademický rok vypsání: 2025/2026
• Typ práce: disertační práce
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Petr Dohnal, Ph.D.
• Konzultanti: doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Disertační práce se zaměřuje na studium reakcí jednoduchých astrofyzikálně zajímavých iontů s elektrony a molekulami za podmínek blízkých těm panujícím v mezihvězdném prostoru. Ke studiu iont-elektronové rekombinace bude použita aparatura kombinující mikrovlnnou diagnostiku plazmatu s vysoce citlivou spektroskopií CRDS. Součástí studia bude též studium reakcí iontů s neutrálními částicemi v rozsahu 10 – 300 K s použitím iontové pasti. Vnitřní stav iontů v pasti je možno monitorovat metodami akční spektroskopie jako je LIR (Laser Induced Reaction technique).

Seznam odborné literatury

Smith I.W.M., Low temperatures and cold molecules, World Scientific Publishing, Singapore 2008, ISBN 978-1-84816-209-9.
Ghosh P.K., Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1996.
M. Larsson and A. Orel, Dissociative Recombination of Molecular Ions (Cambridge University Press, Cambridge, 2008
P. Atkins and J. de Paula, Physical Chemistry, Oxford University Press, 2014
J.A. Bittencourt, Fundamentals of Plasma Physics, Springer, 2004
S. Schlemmer at al. Laboratory Astrochemistry: From Molecules through Nanoparticles to Grains, John Wiley & Sons, 2015
Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.

Předběžná náplň práce

Srážky elektronů a iontů s neutrálními i nabitými částicemi při nízkých interakčních energiích hrají klíčovou roli v nízkoteplotním plazmatu v kosmickém prostoru, v laserovém plazmatu, ale i v plazmatu používaném v různých technologických aplikacích. Rekombinace iontů s elektrony a reakce ionů s molekulami patří mezi fundamentální procesy a jsou proto studovány jak experimentálně, tak i teoreticky. Mimořádně významné je studium těchto reakcí pří nízkých teplotách. Při takových podmínkách může mít vnitřní excitace reaktantů významný vliv na průběh reakce.

Hlavní motivací je dopad předpokládaných výsledků na astrofyziku a fundamentální charakter interakce iontů s elektrony a molekulami.

Naše pracoviště spolupracuje na řešení uvedené problematiky se zahraničními laboratořemi. Řešení projektu je podporováno granty GAČR a GAUK.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Collisions of electrons and ions with neutral and charged particles at low interaction energies play a key role in low-temperature plasma in interstellar medium, in laser plasma, but also in plasma used in various technological applications. Recombination of ions with electrons and reactions of ions with molecules are among the fundamental processes and are therefore studied both experimentally and theoretically. The study of these reactions at low temperatures is of particular importance. Under such conditions, the internal excitation of reactants can have a significant effect on the course of the reaction.

The main motivation is the impact of the expected results on astrophysics and the fundamental nature of the interaction of ions with electrons and molecules.

Our department cooperates with foreign laboratories to solve the above-mentioned problem. The project is supported by grants from the GACR and GAUK.


The dissertation focuses on the study of reactions of simple astrophysically interesting ions with electrons and molecules under conditions close to those prevailing in interstellar space. The apparatus combining microwave diagnostics of plasma with highly sensitive CRDS spectroscopy will be used to study ion-electron recombination. The dissertation will also include the study of reactions of ions with neutral particles in the range of 10 – 300 K using an ion trap. The internal state of ions in the trap can be monitored by action spectroscopy methods such as LIR (Laser Induced Reaction technique).