Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Атом в ионной ловушке

Что это?Фотография ионной ловушки, внутри которой пойман заметный невооруженным глазом атом стронция. Этот снимок принес Дэвиду Надлингеру, аспиранту Оксфорда, победу в конкурсе научной фотографии, проведенном Советом по инженерным и физическим наукам Великобритании в 2018 году.В ловушке находится положительно заряженный ион атом, часть электронов которого под воздействием внешнего источника энергии покинули свою орбиту.Снимок сделан с помощью обычной камеры и нескольких дополнительных аксессуаров вспышек со светофильтрами и удлинительных колец для макросъемки. Ион, безусловно, слишком мал, чтобы запечатлеть его на фото, однако мы видим отраженный от него свет лазера, который и фиксируется камерой [1].Чем это интересно для науки?Сегодня ловушки для ионов и других частиц повсеместно распространены. Большинство из них основано на взаимодействии заряженных частиц с электромагнитным полем высокой частоты, позволяющим управлять их положением в пространстве. При захвате частиц физики стремятся уменьшить их энергию для более точного измерения характеристик [2].Ионные ловушки могут взаимодействовать исключительно с заряженными частицами. Однако существуют типы устройств, позволяющие обходить это ограничение. Внутри атома также существует некоторое распределение заряда, называемое дипольным моментом. И если учитывать эту величину и воздействовать на атом переменным электромагнитным полем, то и эту нейтральную частицу можно зафиксировать в пространстве. Этот принцип используется в магнитно-оптических ловушках [3].Частицы можно захватывать в ловушки не только поштучно, но и целыми группами. Так, исследователи из Университета Калифорнии провели эксперимент по изучению влияния облака холодных атомов на более теплые [4].А команда ученых из Российского квантового центра в Нижнем Новгороде в ближайшее время с помощью ловушки для газа атомов планирует осуществить охлаждение более миллиона атомов газа до температуры ниже 0,5 нанокельвинов.Почему это важно знать?Ионные ловушки активно применяются для масс-спектрометрии метода анализа вещества, позволяющего определить его молекулярную массу, молекулярную формулу и состав. Под влиянием электромагнитного поля движение ионов отклоняется от прямолинейного, на основе чего физики и делают выводы о составе частицы. Этот метод постоянно совершенствуется, и недавно ученые открыли возможность напрямую измерять массу отдельных молекул [5].У ловушек для частиц есть и более прикладные сферы использования. Так, они могут использоваться для фильтрации воздуха на производствах, где наблюдаются выбросы различных частиц: в машиностроении, химической и ядерной промышленности. Кроме того, ионные ловушки это ключевой компонент квантовых компьютеров, в которых в качестве кубитов выступают отдельные ионы.
Источник: postnauka.ru
К списку статей
Опубликовано: 11.06.2021 14:11:40
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Общее

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, umnikizdes.ru