El estudio de la interacción de radiación con especies atómicas, moleculares y en general con cualquier tipo de material es fundamental tanto para comprender la materia misma como para explicar una amplia gama de procesos que ocurren en plasmas de laboratorio, atmósferas interestelares, formación de contaminantes en la atmósfera, aspectos básicos de las nanopartículas, o bien en novedosas aplicaciones como la computación cuántica y los agregados Bose-Einstein. En particular el laser es una excelente herramienta para comprender y controlar la dinámica molecular ya que permite aplicar campos eléctricos comparables a los que mantienen unidos a los átomos de los que están compuestas. La respuesta que presentan las moléculas a la interacción con radiación son la excitación, la ionización y la disociación, estos resultados se pueden utilizar para caracterizar diferentes aspectos de diferentes tipos de moléculas. Existen millones de moléculas y a ese número se le pueden agregar más y más por tanto es posible proponer una infinidad de experimentos para caracterizar a cada una de ellas , de esta infinidad se han seleccionado dos grupos, por su importancia en los procesos de formación de contaminantes atmosféricos, en fenómenos de combustión y en astrofísica y por los aspectos que se pueden analizar desde el punto de vista de la investigación básica. En particular se realizarán estudios sobre disociación/ionización, ionización/ disociación de las moléculas cloradas: CHCl3,CH2Cl2 y CCl4 y de los compuestos aromáticos: C13H10 C12H8O ,C12H9N y C12H8S por absorción de fotones a diferentes longitudes de onda en el régimen de ns, ps y fs utilizando espectroscopia de masas de tiempo de vuelo . La exposición continua de las moléculas halogenadas que se encuentran en la estratosfera a la radiación ultravioleta, y la radiación ionizante de origen solar o cósmico genera átomos halógenos que actúan como catalizadores en varios procesos que destruyen el ozono. Por tanto,son necesarios estudios detallados sobre la interacción de moléculas halogenadas con fotones para una comprensión más profunda de la destrucción del ozono por ejemplo. Los compuestos aromáticos como el fluoreno y sus análogos (dibenzofurano, carbazol y dibenzotifeno) son moléculas de interés ambiental, en la industria de los combustibles y en astrofisica, por ejemplo.Su estructura las convierte en excelentes candidatos para la presentar secciones transversales grandes, de absorción de fotones y analizar la influencia del grupo funcional del anillo central del sistema triciclico, en los procesos ionización y fragmentación.Sin embargo , dada la complejidad de los experimentos para obtener estos datos hay muy pocos trabajos reportados. Así mismo la fotoquímica y la fotofísica de estos procesos tienen un atractivo muy interesante debido a los variados patrones de disociación posibles. Cabe mencionar que el carbazol y dibenzotifeno son precursores del HNOx y del H2SOx respectivamente. Los resultados de fotoionización y fotodisociación son una herramienta singular que permite comprender la reactividad de los sistemas moleculares en base a los canales de disociación cuando las moléculas son irradiadas a diferentes longitudes de onda en condiciones resonantes o no resonantes. En las investigaciones propuestas en este proyecto se pretende analizar de régimen ionización / disociación por absorción múltiple de fotones o bien si tiene lugar la ionización por campo, vía tunelaje o supresión de barrera el criterio generalmente utilizado es parámetro adiabático de Keldysh, el cual si es es mucho menor que la unidad se tiene ionización por tunelaje, en el caso de ser mayor se tendrá ionizacion multifotónica, este parámetro depende del potencial de ionización de la molécula, el campo eléctrico aplicado y la frecuencia que a su vez dependen de las características particulares del laser. Una de las cuestiones interesantes es la aplicabilidad del parámetro de Keldysh a moléculas poliatómicas, ya que éste fue propuesto para el caso de atómico,lo mismo ocurre con el cálculo del número de fotones absorbidos en función de las corrientes iónicas. Para caracterizar los mecanismos disociación/ionización, ionización/ disociación se medirán los tiempos de vuelo de los iones resultantes y a partir de las corrientes iónicas de cada uno de los productos, se calcula el número de fotones requeridos para abrir un canal disociativo específico. El análisis de las corrientes ionicas y el número fotones permite establecer la conectividad entre los diferentes iones producidos por la disociación, proponer trayectorias de disociación y demostrar si el proceso es o no secuencial ya que cuando una molécula se somete a la interacción con un láser puede haber absorción de fotones a niveles energéticos arriba del estado base y la molécula se puede ionizar dando lugar al ion padre (ladder climbing mechanism) o bien se puede disociar en especies neutras que posteriormente se ionizan o iones (ladder switching mechanism).En realidad siempre existe una competencia entre esos dos procesos y sus roles individuales solamente pueden ser determinados a través de experimentos a diferentes longitudes de onda e intensidades de radiación laser . Para una molécula en particular es difícil predecir que proceso domina. A menudo la producción de los diferentes fragmentos/iones y su dependencia en la intensidad no es clara.Por tanto el objetivo general de este proyecto es analizar el comportamiento de las moléculas mencionadas, bajo diferentes condiciones y características de la radiación, proveniente de varios tipos de laseres,con la que interactúan. La infraestructura básica con la que cuenta el laboratorio de Física Atómica, Molecular y Óptica del ICFUNAM, garantiza, una vez adquiridos los elementos que se solicitan, el desarrollo del proyecto. Esta infraestructura y los recursos humanos que se formarán presentan un gran potencial para iniciar estudios más ambiciosos en los que los laseres son un elemento fundamental.

A fin de realizar investigación experimental de frontera es necesaria, en general una infraestructura no convencional, de manera que a partir de desarrollos tecnológicos disponibles comercialmente, se diseñen e integren nuevos instrumentos y aparatos que por sus características permitan llevar a cabo experimentos originales. Por lo que una de las contribuciones del proyecto será el desarrollo de un sistema experimental que permita estudios de muy variados tipos de moléculas tanto en fase gaseosa y como en fase sólida por calentamiento En ambos casos utilizando diferentes gases de arrastre o bien sin gas de arrastre, en un amplio intervalo de frecuencias, con diferentes tipos de láseres. Por lo tanto con este proyecto se contribuirá a extender el intervalo de longitudes de onda para el estudio de fenómenos de ionización y disociación. Así como los efectos del gas de arrastre y la temperatura, en su caso, sobre los productos de disociación.Se construirán las trayectorias de ionización/disociacion para cada una de las moléculas,en base a los resultados experimentales obtenidos y en los cáculos que se realizarán sobre varios de los iones producidos. El laboratorio ofrece una oportunidad única para que estudiantes y técnicos a todos los niveles adquieran experiencia en el manejo y aplicación de laseres, técnicas de vacío, electrónica, desarrollo de interfases y sofware y detectores de partículas.