plement possible des niveaux rotationnels. Ces transferts peuvent ^etre pourtant majoritaires lorsque la frequence de vibration du projectile est forte et lorsque l'agregat est ((plat)) [87]. En e et, pour avoir un transfert d'energie vers les ni-
veaux rotationnels, donc creer une rotation d'ensemble de la structure, il faut, d'une part, percuter la cible en peripherie, et d'autre part, que l'energie apportee ne puisse pas ^etre transferee vers un niveau ((souple)) de vibration, c'est-a-dire
un niveau de vibration faible, comme une rotation interne. La structure va plier la ou elle est le plus faible, sinon elle va tourner sur elle m^eme.
Dans le cas des agregats etudies dans ce travail, les niveaux de rotation interne des molecules d'eau, ou de vibration entre molecules de solvant, sont assez faible pour pouvoir negliger les e ets de rotation d'ensemble.
4.2.3 Limites du modele impulsionnel
Ce modele un peu simpliste presente des accords avec l'experience [88,89] pour ce qui est de l'evolution du transfert d'energie en fonction de la masse de la cible et du parametre d'adiabaticite. Il presente de bons accords avec les simulations numeriques [87].
Il existe des modeles impulsionnels plus elabores encore [90], ainsi que des modeles semi-classiques et purement quantiques pour obtenir la probabilite d'ex- citation d'un systeme harmonique lors d'une collision colineaire [85].
Le modele considere ne tient pas compte du transfert vers les niveaux ro- tationnels, mais cela nous importe peu. Vu la structure des agregats que nous etudions, l'approximation la plus limitante est l'oubli des niveaux de rotation interne dans la structure.
Il est a noter que l'hypothese la plus contestable dans les modeles etudies est peut ^etre que le potentiel d'interaction entre cible et projectile est, en approche colineaire, attractif a grande portee et repulsif sur une plage beaucoup plus faible que celle consideree dans les modeles. La proportion d'energie interne transmise au systeme ne serait-elle pas plut^ot liee a l'energie cinetique du systeme lorsque celui-ci atteint le puits de potentiel? Notons que ceci compense le de cit d'energie transferee, mais peut aboutir a la formation d'un complexe intermediaire.
4.3 Approche resonnante
Nous allons nous interesser a des situations ou la collision((prend son temps)).
Ceci peut avoir lieu, soit avec un parametre d'adiabaticite intermediaire, la col- lision est lente mais de l'energie est tout de m^eme transmise a l'agregat, par for- mation d'un complexe intermediaire. Ce point est evoque dans la reference [91].
4.3.1 Approche de la satellisation
Par ailleurs, nous avions evoque dans le paragraphe 3.4.1 un processus qui entra^nait un fort temps de contact entre le projectile et la cible : la satellisation. La satellisation spontanee ne pouvait pas avoir lieu pour des potentiels centrifuges en 1=r. Il faut au moins un potentiel a longue portee evoluant en 1=r2. Nous
travaillons avec des agregats ioniques en interaction avec une cible neutre. Le potentiel est donc, au moins, en 1=r3. Cette approche est donc envisageable.
Le projectile reste donc un certain moment a proximite de l'agregat cible. L'interaction entre les deux partenaires est alors importante. Il peut donc y avoir echau ement des modes internes de l'agregat, donc stabilisation de la coordonnee reactionnelle agregat-cible. Ce processus ne peut ^etre eventuellement envisage que pour les petits agregats, car la distance de satellisation peut devenir faible devant la taille d'agregats devenus trop gros, en particulier lors d'une interaction avec l'helium qui a une faible polarisabilite.
4.3.2 Approche collisionnelle
Un autre phenomene qui peut se produire, est la cha^ne de faits suivante : une collision lente3, un transfert d'energie vers l'agregat, donc un refroidissement du
systeme agregat-cible, c'est-a-dire formation d'un complexe. Ceci n'est possible que s'il existe un potentiel attractif entre la cible et le projectile. Comme nous
86 4.3. Approche resonnante
avions vu dans le paragraphe 4.2.3, l'energie de collision mise en jeu peut ^etre l'energie de liaison du systeme agregat-cible. Si l'energie transferee en energie interne est alors superieure a l'energie de collision, alors le projectile ne peut plus s'echapper directement. Il y a formation d'un complexe intermediaire, metastable.
4.3.3 Devenir du complexe metastable
Nous avons vu comment pouvait se former un complexe metastable entre la cible et le projectile. Ce complexe comporte une tres forte energie interne egale a l'energie de collision ajoutee de l'energie de liaison agregat-cible.
A n de pouvoir conclure sur le devenir d'un tel systeme, il nous faut etudier l'evolution d'un tel systeme. C'est ce que nous nous proposons de faire dans le chapitre 5. Plus particulierement, nous reviendrons sur le devenir du complexe au sous-chapitre 5.6.
Nous verrons par la suite (chapitre 7 et 8) quel est le mecanisme de transfert d'energie pour notre systeme.
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5
Energie : repartition et evolution
Nous avons decrit les grandeurs cinematiques importantes pour comprendre les collisions, ainsi que le transfert d'energie cinetique en energie interne a l'agre- gat. Nous allons maintenant decrire ce que devient cette energie, et plus generale- ment l'evolution d'un systeme possedant plusieurs degres de liberte et possedant de l'energie interne.
Le but de ce chapitre est de fournir un certain nombre d'elements theoriques que nous utiliserons pour l'interpretation des resultats experimentaux.
A partir de l'etude bibliographique d'un certain nombre de theories discutant de l'evolution d'un systeme chaud hors equilibre, j'ai ete amene a proposer, sinon une nouvelle theorie, du moins, une nouvelle formulation d'une theorie existante. Les principes generaux degages dans ce chapitre permettent d'asseoir l'inter- pretation complete de nos resultats sur des calculs de dynamique moleculaire e ectues dans des con gurations particulieres.
Nous allons debuter par la description d'une surface de potentiel, puis nous discuterons de la repartition et de l'evolution de l'energie au sein d'une structure.
5.1 Introduction
Un des problemes qui se pose dans l'interpretation des resultats de fragmen- tation est la condition susante pour provoquer une rupture de liaison. Sut-il d'avoir injecte l'energie adequate dans le systeme pour que la liaison la plus faible se brise? En e et, si l'on depose l'energie necessaire a une fragmentation sur un atome tres fortement lie a la structure, comment toute cette energie peut-elle se retrouver ((focalisee)) a un moment donne sur la liaison la plus faible? C'est a
88 5.2. Surface de potentiel
5.2 Surface de potentiel
Le but de ce paragraphe est d'etudier et de mieux comprendre la signi cation d'une surface de potentiel. Nous allons commencer par une etude de systemes classiques simples avant d'aborder le probleme de systemes quantiques multidi- mensionnels.
5.2.1 Exemples en mecanique classique
Commencons par une description rapide de systemes en mecanique classique.