DISINTEGRATION DYNAMICS OF A WATER MOLECULE IN AN INTENSE HIGH-FREQUENCY FIELD

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

As result of the development of sources of intense high-frequency radiation and the improvement of techniques for detecting charged fragments, experiments on multiple ionization of inner molecular shells with the momen- tum and charges of fragmentation products being registered in coincidence have become possible. In this paper, the dynamics of the disintegration of water molecule fragments resulting from interaction with intense X-ray radiation has been studied. The charge distribution of oxygen ions was calculated, Newton diagrams were con-structed for fragments — protons and the oxygen ion — at various charge states of the latter, and the kinetic energy release was determined. Calculations were performed using the original code [1] for parameters close to the experiment [2] conducted on EuXFEL in 2021.

About the authors

A. V. Bibikov

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University

Email: bibikov@sinp.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

S. N. Yudin

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University

Email: bibikov@sinp.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

M. M. Popova

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University

Email: bibikov@sinp.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

M. D. Kiselev

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University; Pacific National University; School of Physics and Engineering, ITMO University

Email: bibikov@sinp.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991; Khabarovsk, 680035; Saint Petersburg, 197101

A. N. Grum-Grzhimaylo

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University; School of Physics and Engineering, ITMO University

Email: bibikov@sinp.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991; Saint Petersburg, 197101

E. V. Gryzlova

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: bibikov@sinp.msu.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

References

  1. A. Artemyev, A. Bibikov, V. Zayets, and I. Bodrenko, J. Chem. Phys. 123, 024103, (2005).
  2. T. Jahnke et al. Phys. Rev. X 11, 041044 (2021).
  3. B. Boudaiffa, P. Cloutier, D. Hunting, M. A. Huels, and L. Sanche, Science 287, 1658 (2000).
  4. B. C. Garrett et al., Chem. Rev. 105, 355 (2005).
  5. R. W. Carlson et al., Science 283, 2062 (1999).
  6. M. Blanc, D. J. Andrews, A. J. Coates, D. C. Hamilton, C. M. Jackman, X. Jia, A. Kotova, M. Morooka, H. T. Smith, and J. H. Westlake, Space Sci. Rev. 192, 237 (2015).
  7. I. G. Draganic, Radiat. Phys. Chem. 72, 181 (2005).
  8. S. Serkez, G. Geloni, S. Tomin, G. Feng, E. V. Gryzlova, A. N. Grum-Grzhimailo, and M. Meyer, J. Opt. 20, 024005 (2018).
  9. E. V. Gryzlova, M. D. Kiselev, M. M. Popova, and A. N. Grum-Grzhimailo, Phys. Rev. A 107, 013111 (2023).
  10. F. Braube, Phys. Rev. A 97, 043429 (2018).
  11. A. Sankari, C. Str˚ahlman, R. Sankari, L. Partanen, J. Laksman, J. A. Kettunen, I. F. Galvin, R. Lindh, P.-˚A. Malmqvist, and S. L. Sorensen, J. Chem. Phys. 152, 074302 (2020).
  12. H. Siegbahn, L. Asplund, and P. Kelfve, Chem. Phys. Lett. 35, 330 (1975).
  13. H. ˚Agren and O. Vahtras, J. Phys. B 26, 913 (1993).
  14. A. Moddeman, J. A. Carlson, M. O. Krause, B. P. Pullen, W. E. Bull, and G. K. Schweitzer, J. Chem. Phys. 55, 2317 (1971).
  15. S. W. J. Scully, Phys. Rev. A 73, 040701R (2006).
  16. Z. L. Streeter, F. L. Yip, R. R. Lucchese, B. Gervais, T. N. Rescigno, and C.W. McCurdy, Phys. Rev. A 98, 053429 (2018).
  17. D. Reedy et al., Phys. Rev. A 98, 053430 (2018).
  18. P. Wang, T. X. Carroll, T. D. Thomas, L. J. Søthre, K. J. Børve, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 251, 147103 (2021).
  19. L. S. Cederbaum, F. Tarantelli, A. Sgamellotti, and J. Schirmer, J. Chem. Phys. 85, 6513 (1986).
  20. M. N. Piancastelli, Eur. Phys. J. Special Topics 222, 2035 (2013).
  21. L. Inhester, C. F. Burmeister, G. Groenhof, and H. Grubmu¨ller, J. Chem. Phys. 136, 144304 (2012).
  22. R. Dorner, V. Mergel, O. Jagutzki, L. Spielberger, J. Ullrich, R. Moshammer, and H. Schmidt-B¨ocking, Phys. Rep. 330, 95 (2000).
  23. M. N. Piancastelli, A. Hempelmann, F. Heiser, O. Gessner, A. Ru¨del, and U. Becker, Phys. Rev. A 59, 300 (1999).
  24. A. Sankari, C. Str˚ahlman, R. Sankari, L. Partanen, J. Laksman, J. A. Kettunen, I. F. Galv´an, R. Lindh, P.-˚A. Malmqvist, and S. L. Sorensen, J. Chem. Phys. 152, 074302 (2020).
  25. H. Fukuzawa et al., J. Chem. Phys. 150, 174306 (2019).
  26. T. Severt, Z. L. Streeter, W. Iskandar, K. A. Larsen, A. Gatton, D. Trabert, B. Jochim, B. Griffin, E. G. Champenois, M. M. Brister, D. Reedy, D. Call, R. Strom, A. L. Landers, R. D¨orner, J. B. Williams, D. S. Slaughter, R. R. Lucchese, T. Weber, C. W. McCurdy, and I. Ben-Itzhak, Nat. Commun. 13, 5146 (2022).
  27. J. Howard, M. Britton, Z. L. Streeter, C. Cheng, R. Forbes, J. L. Reynolds, F. Allum, G. A. McCracken, I. Gabalski, R. R. Lucchese, C. W. McCurdy, T. Weinacht, and P. H. Bucksbaum, Commun. Chem. 6, 81 (2023).
  28. D. Dill and J. L. Dehmer, J. Chem. Phys. 61, 692 (1974).
  29. L. Moore, M. Lysaght, L. Nikolopoulos, J. Parker, H. van der Hart, and K. Taylor, J. Mod. Opt. 58, 1132 (2011).
  30. R. R. Lucchese, K. Takatsuka, and V. McKoy, Phys. Rep. 131, 147 (1986).
  31. C. Marante, M. Klinker, I. Corral, J. GonzalezVazquez, L. Argenti, and F. Martin, J. Chem. Theory Comput. 13, 499 (2017).
  32. E. V. Tkalya, A. V. Bibikov, and I. V. Bodrenko, Phys. Rev. C 81, 024610, (2010).
  33. E. V. Tkalya, A. V. Avdeenkov, A. V. Bibikov, I. V. Bodrenko, and A. V. Nikolaev, Phys. Rev. C 86, 014608, (2012).
  34. A. V. Bibikov, A. V. Avdeenkov, I. V. Bodrenko, A. V. Nikolaev, and E. V. Tkalya, Phys. Rev. C 88, 034608, (2013).
  35. А. В. Бибиков, Г. Я. Коренман, С. Н. Юдин, Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 78(1), 2310602 (2023).
  36. T. H. Dunning, J. Chem. Phys. 90, 1007 (1989).
  37. K. L. Schuchardt, B. T. Didier, T. Elsethagen et al., J. Chem. Inf. Model. 47, 1045 (2007), doi: 10.1021/ci600510j
  38. B. Gervais, E. Giglio, L. Adoui, A. Cassimi, D. Duflot, and M. E. Galassi, J. Chem. Phys. 131, 024302 (2009).
  39. H. B. Pedersen et al., Phys. Rev. A 87, 013402 (2013).
  40. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифщиц, Квантовая механика: нерелятивистская теория, Физматлит, Москва (2004).
  41. V. Y. Lunin, A. N. Grum-Grzhimailo, E. V. Gryzlova, D. O. Sinitsyn, T. E. Petrova, N. L. Lunina, N. K. Balabaev, K. B. Tereshkina, A. S. Stepanov, Y. F. Krupyanskii, Acta Cryst. D 71 , 293 (2015).
  42. Kengo Moribayashi, J. Phys. B 41, 085602 (2008).
  43. F. Herman and S. Skillman, Atomic Structure Calculations, Englewood Cliffs: Prentice-Hall Inc. (1963).
  44. J. J. Yeh and I. Lindau, Atomic Data and Nuclear Data Tables 32, 1 (1985).
  45. Sang-Kil Son, L. Young, and R. Santra, Phys. Rev. A 83, 033402 (2011).
  46. E. Allaria, R. Appio, L. Badano et al., Nat. Phot. 6, 699 (2012).
  47. P. Finetti et al., J. Opt. 19, 114010 (2017).
  48. C. Buth, R. Beerwerth, R. Obaid, N. Berrah, L. S. Cederbaum, and S. Fritzsche, J. Phys. B 51, 055602 (2018).
  49. https://rscf.ru/en/project/23-62-10026/.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».