Projektbeschreibung - Universität Stuttgart

Institut für theoretische Chemie
Prof. Dr. Johannes Kästner
TUNNELEFFEKT BEI ASTROCHEMISCHEN
REAKTIONEN
Projektarbeit am Institut
für theoretische Chemie
Tunneleﬀekt bei
astrochemischen
Reaktionen
Tunneleﬀekt
Im interstellaren Raum, in molekularen Wolken
zwischen Sternen, wurde Methanol (CH3OH)
nachgewiesen. Besonders interessant ist dabei,
dass die Wasserstoﬀatome am C-Ende auffallend häufig durch Deuterium (schweren
Wasserstoﬀ) ersetzt sind.
Eine Deuteriumanreicherung kann unter anderem durch die chemische Reaktion CH3 + CH3OH
à CH4 + CH2OH erfolgen. Diese weist eine
signifikante Energiebarriere auf. Bei tiefen Temperaturen, wie sie im interstellaren Medium
vorliegen, kann die Reaktion jedoch trotzdem
erfolgen, da die Atome mit Hilfe des quantenmechanischen Tunneleﬀets die Barriere durchdringen können.
In unserer Arbeitsgruppe werden schon seit
einigen Jahren Methoden entwickelt und
verbessert, um den Tunneleﬀekt eﬃzient zu
berechnen [1]. Die auf Feynmans Pfadintegralmethode basierende Instantontheorie wird in
diesem Projekt zum Einsatz kommen. Das Projekt kann ggf. zu einer Bachelorarbeit ausgebaut
werden.
[1] “Der Tunneleﬀekt in der Chemie” Johannes
Kästner, Themenheft Forschung der Universität
Stuttgart, 10 (2014)
Kontakt:
Prof. Johannes Kästner
Institut für theoretische Chemie
[email protected]
www.uni-stuttgart.de/theochem/groups/
kaestner/forschungspraktikum.html

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