3. Caractéristiques
Un faisceau moléculaire se caractérise essentiellement par sa composition en atomes, molécules, agrégats, son intensité (ou flux de particules par stéradian et par seconde), sa densité numérique (ou nombre de particules par centimètre cube), ses répartitions de vitesses ou d'énergies cinétiques, et, enfin, ses états d'énergie interne (électronique, vibrationnelle ou rotationnelle), avec même des orientations de molécules qui sont parfois privilégiées. L'analyse de la composition des faisceaux moléculaires est nécessaire à partir de mélanges (comme les faisceaux ensemencés qui s'enrichissent fortement en espèces lourdes), mais aussi lorsque de nouvelles particules sont créées par condensation. Cette analyse fait appel à la spectrométrie de masse, également aux diagnostics par laser et même à la diffraction électronique pour connaître la structure des agrégats moléculaires.
Les mesures d'intensités, ou de densités, qui sont reliées par la vitesse du faisceau, font généralement appel à l'ionisation par bombardement électronique (jauge de Bayard-Alpert, quadripôle) ou par fil chaud de tungstène (détecteur de Langmuir pour alcalins). La fluorescence et l'ionisation induites par laser, par processus à un ou plusieurs photons, sont aussi de plus en plus employées. On utilise enfin des détecteurs très sensibles fondés sur des effets de température (jauge de Pirani, bolomètre, thermopile), de pression (membrane, quartz), d'émission électronique secondaire (pour métastables et hautes énergies), etc. Les faisceaux moléculaires supersoniques sont de 102 à 105 fois plus intenses et plus denses que les faisceaux thermiques en donnant, selon les gaz et les conditions, de 1018 à 1021 molécules par stéradian et par seconde et de 1011 à 1014 molécules par centimètre cube. Au contraire, les faisceaux produits par échange de charge en milieu gazeux ont les densités et intensités les plus faibles (de 1010 à 1014 particules par centimètre carré et par seconde, entre 10 et 104 eV) […]
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