Ion-neutral reactions are driving the formation of small molecules in the gas phase of interstellar clouds, where hydrogen molecules and their ions are by far the most important collision partners for any species in the astrochemical network. Here we present absolute rate coefficient measurements for the reactions HD++C→CH+/CD++D/H and H3++C→CH+/CH2++H2/H obtained using a recently commissioned ion-neutral collision setup at the Cryogenic Storage Ring. Our measurements with vibrationally cold ions result in significantly higher rate coefficients when compared with previous studies using internally excited ions, bringing them in better agreement with classical capture theories. Moreover, we have performed detailed quasiclassical trajectory (QCT) calculations for the HD++C reaction, using new potential energy surfaces. Our experimental results and the QCT calculations show very good agreement for the absolute cross section of the reactions, as well as for the isotope effect. These results have great potential relevance for the chemistry of the interstellar medium and the onset of organic chemistry in space. Published by the American Physical Society 2024

We present a merged-beams study of reactions between HD+ ions, stored in the Cryogenic Storage Ring (CSR), and laser-produced ground-term C atoms. The molecular ions are stored for up to 20 s in the extreme vacuum of the CSR, where they have time to relax radiatively until they reach their vibrational ground state (within 0.5 s of storage) and rotational states with J≤3 (after 5 s). We combine our experimental studies with quasiclassical trajectory calculations based on two reactive potential energy surfaces. In contrast to previous studies with internally excited H2+ and D2+ ions, our results reveal a pronounced isotope effect, favoring the production of CH+ over CD+ across all collision energies, and a significant increase in the absolute rate coefficient of the reaction. Our experimental results agree well with our theoretical calculations for vibrationally relaxed HD+ ions in their lowest rotational states. Published by the American Physical Society 2024

We present the measurement and analysis of the 2OH stretching band of methanol between 7165 cm −1 and 7230 cm −1 cooled down to 26 ± 12 K in a buffer gas cooling experiment.