Detailed measurements employing a combination of a cryogenic flowing afterglow with Langmuir probe (Cryo-FALP II) and a stationary afterglow with near-infrared absorption spectroscopy (SA-CRDS) show that binary electron recombination of para–H 3 + and ortho–H 3 + ions occurs with significantly different rate coefficients, pαbin and oαbin, especially at very low temperatures. The measurements cover temperatures from 60 K to 300 K. At the lowest temperature of 60 K, recombination of para–H 3 + is at least three times faster than that of ortho–H 3 + ( p α bin = ( 1 . 8 ± 0 . 4 ) × 1 0 7 cm 3 s 1 vs . o α bin = ( 0 0 + 5 ) × 1 0 8 cm 3 s 1 ) .

1.
T.
Oka
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
103
,
12235
(
2006
).
2.
A.
Dalgarno
, in
Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics
, edited by
B.
Bederson
and
A.
Dalgarno
(
Academic Press
,
1994
), Vol.
32
, pp.
57
68
.
3.
J.
Tennyson
, in
Handbook of Molecular Physics and Quantum Chemistry
, edited by
S.
Wilsom
(
Wiley
,
Chichester
,
2003
), Vol.
3
, pp.
356
369
.
4.
T. P.
Snow
and
B. J.
McCall
,
Annu. Rev. Astron. Astrophys.
44
,
367
(
2006
).
5.
T.
Oka
, in
Dissociative Recombination of Molecular Ions with Electrons
, edited by
S. L.
Guberman
(
Springer US
,
2003
), pp.
209
220
.
6.
M.
Larsson
and
A. E.
Orel
,
Dissociative Recombination of Molecular Ions
(
Cambridge University Press
,
2008
).
7.
R.
Johnsen
and
S. L.
Guberman
, in
Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics
, edited by
P. B. E.
Arimondo
and
C.
Lin
(
Academic Press
,
2010
), Vol.
59
, pp.
75
128
.
8.
T.
Albertsson
,
N.
Indriolo
,
H.
Kreckel
,
D.
Semenov
,
K. N.
Crabtree
, and
T.
Henning
,
Astrophys. J.
787
,
44
(
2014
).
9.
H.
Kreckel
,
M.
Motsch
,
J.
Mikosch
,
J.
Glosík
,
R.
Plašil
,
S.
Altevogt
,
V.
Andrianarijaona
,
H.
Buhr
,
J.
Hoffmann
,
L.
Lammich
,
M.
Lestinsky
,
I.
Nevo
,
S.
Novotny
,
D. A.
Orlov
,
H. B.
Pedersen
,
F.
Sprenger
,
A. S.
Terekhov
,
J.
Toker
,
R.
Wester
,
D.
Gerlich
,
D.
Schwalm
,
A.
Wolf
, and
D.
Zajfman
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
263201
(
2005
).
10.
B. J.
McCall
,
A. J.
Huneycutt
,
R. J.
Saykally
,
T. R.
Geballe
,
N.
Djuric
,
G. H.
Dunn
,
J.
Semaniak
,
O.
Novotny
,
A.
Al-Khalili
,
A.
Ehlerding
,
F.
Hellberg
,
S.
Kalhori
,
A.
Neau
,
R.
Thomas
,
F.
Osterdahl
, and
M.
Larsson
,
Nature
422
,
500
(
2003
).
11.
A.
Wolf
,
H.
Kreckel
,
L.
Lammich
,
D.
Strasser
,
J.
Mikosch
,
J.
Glosík
,
R.
Plašil
,
S.
Altevogt
,
V.
Andrianarijaona
,
H.
Buhr
,
J.
Hoffmann
,
M.
Lestinsky
,
I.
Nevo
,
S.
Novotny
,
D.
Orlov
,
H.
Pedersen
,
A.
Terekhov
,
J.
Toker
,
R.
Wester
,
D.
Gerlich
,
D.
Schwalm
, and
D.
Zajfman
,
Philos. Trans. R. Soc., A
364
,
2981
(
2006
).
12.
A.
Petrignani
,
H.
Kreckel
,
M. H.
Berg
,
S.
Altevogt
,
D.
Bing
,
H.
Buhr
,
M.
Froese
,
M.
Grieser
,
J.
Hoffmann
,
B.
Jordon-Thaden
,
C.
Krantz
,
M. B.
Mendes
,
O.
Novotný
,
S.
Novotny
,
D. A.
Orlov
,
S.
Reinhardt
, and
A.
Wolf
,
J. Phys.: Conf. Ser.
192
,
012022
(
2009
).
13.
B. A.
Tom
,
V.
Zhaunerchyk
,
M. B.
Wiczer
,
A. A.
Mills
,
K. N.
Crabtree
,
M.
Kaminska
,
W. D.
Geppert
,
M.
Hamberg
,
M.
af Ugglas
,
E.
Vigren
,
W. J.
van der Zande
,
M.
Larsson
,
R. D.
Thomas
, and
B. J.
McCall
,
J. Chem. Phys.
130
,
031101
(
2009
).
14.
H.
Kreckel
,
O.
Novotný
,
K. N.
Crabtree
,
H.
Buhr
,
A.
Petrignani
,
B. A.
Tom
,
R. D.
Thomas
,
M. H.
Berg
,
D.
Bing
,
M.
Grieser
,
C.
Krantz
,
M.
Lestinsky
,
M. B.
Mendes
,
C.
Nordhorn
,
R.
Repnow
,
J.
Stützel
,
A.
Wolf
, and
B. J.
McCall
,
Phys. Rev. A
82
,
042715
(
2010
).
15.
A.
Petrignani
,
S.
Altevogt
,
M. H.
Berg
,
D.
Bing
,
M.
Grieser
,
J.
Hoffmann
,
B.
Jordon-Thaden
,
C.
Krantz
,
M. B.
Mendes
,
O.
Novotný
,
S.
Novotny
,
D. A.
Orlov
,
R.
Repnow
,
T.
Sorg
,
J.
Stützel
,
A.
Wolf
,
H.
Buhr
,
H.
Kreckel
,
V.
Kokoouline
, and
C. H.
Greene
,
Phys. Rev. A
83
,
032711
(
2011
).
16.
B. J.
McCall
,
A. J.
Huneycutt
,
R. J.
Saykally
,
N.
Djuric
,
G. H.
Dunn
,
J.
Semaniak
,
O.
Novotný
,
A.
Al-Khalili
,
A.
Ehlerding
,
F.
Hellberg
,
S.
Kalhori
,
A.
Neau
,
R. D.
Thomas
,
A.
Paal
,
F.
Österdahl
, and
M.
Larsson
,
Phys. Rev. A
70
,
052716
(
2004
).
17.
M.
Larsson
,
Philos. Trans. R. Soc., A
370
,
5118
(
2012
).
18.
H.
Kreckel
,
A.
Petrignani
,
O.
Novotný
,
K.
Crabtree
,
H.
Buhr
,
B. J.
McCall
, and
A.
Wolf
,
Philos. Trans. R. Soc., A
370
,
5088
(
2012
).
19.
P.
Dohnal
,
M.
Hejduk
,
J.
Varju
,
P.
Rubovič
,
Š.
Roučka
,
T.
Kotrík
,
R.
Plašil
,
J.
Glosík
, and
R.
Johnsen
,
J. Chem. Phys.
136
,
244304
(
2012
).
20.
P.
Dohnal
,
M.
Hejduk
,
J.
Varju
,
P.
Rubovič
,
Š.
Roučka
,
T.
Kotrík
,
R.
Plašil
,
R.
Johnsen
, and
J.
Glosík
,
Philos. Trans. R. Soc., A
370
,
5101
(
2012
).
21.
J.
Varju
,
M.
Hejduk
,
P.
Dohnal
,
M.
Jílek
,
T.
Kotrík
,
R.
Plašil
,
D.
Gerlich
, and
J.
Glosík
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
203201
(
2011
).
22.
M.
Hejduk
,
P.
Dohnal
,
J.
Varju
,
P.
Rubovič
,
R.
Plašil
, and
J.
Glosík
,
Plasma Sources Sci. Technol.
21
,
024002
(
2012
).
23.
R.
Plašil
,
J.
Glosík
,
V.
Poterya
,
P.
Kudrna
,
J.
Rusz
,
M.
Tichý
, and
A.
Pysanenko
,
Int. J. Mass Spectrom.
218
,
105
(
2002
).
24.
I.
Korolov
,
R.
Plašil
,
T.
Kotrík
,
P.
Dohnal
, and
J.
Glosík
,
Int. J. Mass Spectrom.
280
,
144
(
2009
).
25.
P.
Macko
,
G.
Bánó
,
P.
Hlavenka
,
R.
Plašil
,
V.
Poterya
,
A.
Pysanenko
,
O.
Votava
,
R.
Johnsen
, and
J.
Glosík
,
Int. J. Mass Spectrom.
233
,
299
(
2004
).
26.
J.
Glosík
,
I.
Korolov
,
R.
Plašil
,
O.
Novotný
,
T.
Kotrík
,
P.
Hlavenka
,
J.
Varju
,
I. A.
Mikhailov
,
V.
Kokoouline
, and
C. H.
Greene
,
J. Phys. B: At. Mol. Opt.
41
,
191001
(
2008
).
27.
P.
Dohnal
,
P.
Rubovič
,
T.
Kotrík
,
M.
Hejduk
,
R.
Plašil
,
R.
Johnsen
, and
J.
Glosík
,
Phys. Rev. A
87
,
052716
(
2013
).
28.
T.
Kotrík
,
P.
Dohnal
,
Š.
Roučka
,
P.
Jusko
,
R.
Plašil
,
J.
Glosík
, and
R.
Johnsen
,
Phys. Rev. A
83
,
032720
(
2011
).
29.
T.
Kotrík
,
P.
Dohnal
,
P.
Rubovič
,
R.
Plašil
,
Š.
Roučka
,
S.
Opanasiuk
, and
J.
Glosík
,
Eur. Phys. J. Appl. Phys.
56
,
24011
(
2011
).
30.
R.
Johnsen
,
P.
Rubovič
,
P.
Dohnal
,
M.
Hejduk
,
R.
Plašil
, and
J.
Glosík
,
J. Phys. Chem. A
117
,
9477
(
2013
).
31.
P.
Dohnal
,
P.
Rubovič
,
Á.
Kálosi
,
M.
Hejduk
,
R.
Plašil
,
R.
Johnsen
, and
J.
Glosík
,
Phys. Rev. A
90
,
042708
(
2014
).
32.
J.
Glosík
,
R.
Plašil
,
I.
Korolov
,
T.
Kotrík
,
O.
Novotný
,
P.
Hlavenka
,
P.
Dohnal
,
J.
Varju
,
V.
Kokoouline
, and
C. H.
Greene
,
Phys. Rev. A
79
,
052707
(
2009
).
33.
S.
Fonseca dos Santos
,
V.
Kokoouline
, and
C. H.
Greene
,
J. Chem. Phys.
127
,
124309
(
2007
).
34.
C.
Jungen
and
S. T.
Pratt
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
023201
(
2009
).
35.
L.
Pagani
,
C.
Vastel
,
E.
Hugo
,
V.
Kokoouline
,
C. H.
Greene
,
A.
Bacmann
,
E.
Bayet
,
C.
Ceccarelli
,
R.
Peng
, and
S.
Schlemmer
,
Astron. Astrophys.
494
,
623
(
2009
).
36.
K. N.
Crabtree
and
B. J.
McCall
,
Philos. Trans. R. Soc., A
370
,
5055
(
2012
).
37.
K. N.
Crabtree
,
N.
Indriolo
,
H.
Kreckel
,
B. A.
Tom
, and
B. J.
McCall
,
Astrophys. J.
729
,
15
(
2011
).
38.
N.
Indriolo
and
B. J.
McCall
,
Astrophys. J.
745
,
91
(
2012
).
39.
J.
Glosík
,
G.
Bánó
,
R.
Plašil
,
A.
Luca
, and
P.
Zakouřil
,
Int. J. Mass Spectrom.
189
,
103
(
1999
).
40.
M. R.
Mahdavi
,
J. B.
Hasted
, and
M. M.
Nakshbandi
,
J. Phys. B: At. Mol. Opt.
4
,
1726
(
1971
).
41.
P.
Rubovič
,
P.
Dohnal
,
M.
Hejduk
,
R.
Plašil
, and
J.
Glosík
,
J. Phys. Chem. A
117
,
9626
(
2013
).
42.
I.
Korolov
,
R.
Plašil
,
T.
Kotrík
,
P.
Dohnal
,
O.
Novotný
, and
J.
Glosík
,
Contrib. Plasma Phys.
48
,
461
(
2008
).
43.
J.
Glosík
,
R.
Plašil
,
T.
Kotrík
,
P.
Dohnal
,
J.
Varju
,
M.
Hejduk
,
I.
Korolov
,
Š.
Roučka
, and
V.
Kokoouline
,
Mol. Phys.
108
,
2253
(
2010
).
44.
E.
Alge
,
N. G.
Adams
, and
D.
Smith
,
J. Phys. B: At. Mol. Opt.
16
,
1433
(
1983
).
45.
46.
47.
I.
Zymak
,
M.
Hejduk
,
D.
Mulin
,
R.
Plašil
,
J.
Glosík
, and
D.
Gerlich
,
Astrophys. J.
768
,
86
(
2013
).
48.
M.
Cordonnier
,
D.
Uy
,
R. M.
Dickson
,
K. E.
Kerr
,
Y.
Zhang
, and
T.
Oka
,
J. Chem. Phys.
113
,
3181
(
2000
).
49.
F.
Grussie
,
M. H.
Berg
,
K. N.
Crabtree
,
S.
Gärtner
,
B. J.
McCall
,
S.
Schlemmer
,
A.
Wolf
, and
H.
Kreckel
,
Astrophys. J.
759
,
21
(
2012
).
50.
J.
Glosík
,
M.
Hejduk
,
P.
Dohnal
,
P.
Rubovič
,
Á.
Kálosi
, and
R.
Plašil
,
EPJ Web Conf.
84
,
01002
(
2015
).
51.
C. M.
Lindsay
and
B. J.
McCall
,
J. Mol. Spectrosc.
210
,
60
(
2001
).
52.
P.
Dohnal
,
M.
Hejduk
,
P.
Rubovič
,
J.
Varju
,
Š.
Roučka
,
R.
Plašil
, and
J.
Glosík
,
J. Chem. Phys.
137
,
194320
(
2012
).
53.
E. A.
Mason
and
E. W.
McDaniel
,
Transport Properties of Ions in Gases
(
Wiley
,
New York
,
1988
).
54.
J.
Stevefelt
,
J.
Boulmer
, and
J. F.
Delpech
,
Phys. Rev. A
12
,
1246
(
1975
).
55.
W.
Lindinger
and
D. L.
Albritton
,
J. Chem. Phys.
62
,
3517
(
1975
).
56.
V.
Wakelam
,
E.
Herbst
,
J.-C.
Loison
,
I. W. M.
Smith
,
V.
Chandrasekaran
,
B.
Pavone
,
N. G.
Adams
,
M.-C.
Bacchus-Montabonel
,
A.
Bergeat
,
K.
Béroff
,
V. M.
Bierbaum
,
M.
Chabot
,
A.
Dalgarno
,
E. F.
van Dishoeck
,
A.
Faure
,
W. D.
Geppert
,
D.
Gerlich
,
D.
Galli
,
E.
Hébrard
,
F.
Hersant
,
K. M.
Hickson
,
P.
Honvault
,
S. J.
Klippenstein
,
S. L.
Picard
,
G.
Nyman
,
P.
Pernot
,
S.
Schlemmer
,
F.
Selsis
,
I. R.
Sims
,
D.
Talbi
,
J.
Tennyson
,
J.
Troe
,
R.
Wester
, and
L.
Wiesenfeld
,
Astrophys. J., Suppl. Ser.
199
,
21
(
2012
).
You do not currently have access to this content.