N(2D) + H2 -> NH + H :
A PROTOTYPE OF AN INDIRECT REACTION
 

Pour la dynamique quantique de la réaction N(2D) + H2(v=0,j=0) -> NH(v',j') + H, nous avons utilisé la surface de potentiel ab initio 1A'' de Schatz et Rabitz déterminée au niveau SOCI (Second Order Configuration Interaction) qui présente un puits de potentiel de 5.5 eV dans la géométrie perpendiculaire par rapport aux réactants. La barrière pour l'approche perpendiculaire est de 84 meV, alors que pour l'approche collinéaire, elle est de 200 meV. Les sections efficaces différentielles (obtenues pour la première fois pour ce type de réaction par une méthode quantique sans approximations) ont une allure quasi-symétrique avant/arrière, ce qui est caractéristique des réactions d'insertion. Ces sections sont en désaccord avec celles calculées par une méthode quasi-classique de trajectoires. En outre, ce désaccord subsiste aussi dans les sections efficaces intégrales, où les sections classiques sous-estiment nettement nos sections quantiques (à 70 meV, les sections classiques sont environ 4 fois plus petites que les sections quantiques). Ceci s'explique par effet tunnel dans la voie d'entrée à travers la barrière de potentiel. Nous voyons par cet exemple qu'il est indispensable d'avoir recours au formalisme quantique afin de prendre en compte des effets importants qui lui sont propres.

Nous avons aussi entrepris une étude de l'influence de l'état rotationnel initial de H2 sur diverses observables. L'effet de l'excitation rotationnelle moléculaire initiale est nettement visible sur les sections efficaces différentielles. La diffusion vers l'avant (0-20 degrés) et vers l'arrière (160-180 degrés) ne sont pas du tout les mêmes pour les différents j. 
Cette réaction fait l'objet d'une collaboration avec le groupe d'expérimentateurs de P. Casavechia à Perugia (Italie). Ils ont mesuré la section différentielle totale et la distribution en énergie de translation des produits pour la variante isotopique N + D2.  Si on moyenne les sections différentielles théoriques sur les 3 états rotationnels initiaux de H2 avec les poids de l'expérience (j=0,1,2 à 40%, 30% , 30%), une symétrie parfaite avant/arrière est obtenue comme dans l'expérience. Cet accord entre la théorie et l'expérience montre combien il est important de prendre en compte l'influence de la rotation moléculaire initiale dans les calculs théoriques pour reproduire les résultats expérimentaux. Des expériences ont lieu en ce moment à Perugia sur la réaction N + H2, ce qui permettra de comparer au mieux et plus finement les grandeurs mesurées à celles calculées.