Википедија

Peningova klopka — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
Autobot (разговор | доприноси)
1.572.075 измена
м sitno; козметичке измене
Ред 1:
{{Šablon:Antimaterija}}
'''Peningova zamka''' ili '''Peningova klopka''' je uređaj za čuvanje naelektrisabih pomoću homogenog, aksijalnog [[Magnetno polje|magnetnog polja]] i nehomogenog [[kvadrupol|kvadrupolnog]]nog [[Električno polje|električnog polja]]. Ovakav tip zamke je posebno pogodan za precizna merenja karakteristika [[jon|jona]]a i stabilnih [[Subatomske čestice|subatomskih čestica]]. [[Geonijum atom]] je stvoren i ispitivan pomoću ovog uređaja, u cilju određivanja magnetnog momenta elektrona.
 
U poslednje vreme, ove zamke se koriste u ostvarivanju [[Kvantni računar|Kvantnih računara]] i [[Kvantna obrada podataka|kvantne obrade podataka]] "hvatanjem" [[kvubit]]a<ref>http://stahl-electronics.com/quantum-computing.html</ref>. Peningove zamke se koriste u mnogim laboratorijama širom sveta, na primer u [[CERN]]u se koristi za čuvanje [[antimaterija|antimaterije]] kao npr. [[antiproton]]a.
Ред 6:
== Istorija ==
 
Peningova klopka je dobila ime po [[F. M. Pening]]u (1894–1953). Ime joj je dao [[Hans Georg Dehmelt]] (rođ 1922) koji je izgradio prvu klopku.U svojoj biografiji Dehmelt kaže:<ref>{{cite web|title=Hans G. Dehmelt - Biographical|url= http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/dehmelt-bio.html|publisher=Nobel Prize |year=1989|accessdate =June 1,. 06. 2014}}</ref> <blockquote>"Počeo sam da se fokusiram na magnetron, koji mi je, u Peningovom jonskom metru, već privukao pažnju u Gotingenu i Duku. 1955-e, Franken and Liebes su istražujući ciklotronsku rezonanciju fotoelektrona u vakuumu zapazili nepoželjno pomeranje frekvencije izazvano slučajnim hvatanjem elektrona. Iz njihove analize sam zaključio da u čistom elektičnom polju kvadrupola pomeranje ne bi zavisilo od položaja elektrona u zamci. Ovo predstavlja značajnu prednost u odnosu na mnoge druige zamke koje sam ispitivao. Magnetronska zamka ovog tipa je bila ukratko razmatrana u J.R. Pirsovoj knjizi iz 1949-e, i ja sam razvio jednostavan opis aksijalnog, magnetronskog i ciklotronskog kretanja elektrona u njemu. Uz pomoć stručnog duvača stakla, Džejk Džonsona, izgradio sam moju prvu magnetronsku zamku visokog vakuuma 1959-e i ubrzo sam bio u mogućnosti da hvatam elektrone na oko 10 sek, kao ida uočim aksijalne, magnetronske i ciklotronske rezonance. " – H. Dehmelt</blockquote>
H. Dehmelt je 1989g osvojio deo [[Nobelova nagrada|Nobelove nagrade za Fiziku]] za razvoj tehnike hvatanja jona.
 
== Opis rada ==
 
[[FileДатотека:Penning Trap.svg|thumb|right]]
Peningove klopke koriste snažno, homogeno, aksijalno [[magnetno polje]] kako bi sprečile radijalno kretanje čestica, i kvadrupolno [[električno polje]] da suzbiju aksijalno kretanje.<ref>{{cite journal|last=Brown|first=L.S.|last2=Gabrielse|first2=G.|url=http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/papers/1986/Review.pdf|title=Geonium theory: Physics of a single electron or ion in a Penning trap|journal=Reviews of Modern Physics|volume=58|pages=233|year=1986|bibcode = 1986RvMP...58..233B |doi = 10.1103/RevModPhys.58.233 }}</ref> Statički električni potencijal se može dobiti korišćenjem tri [[elektroda|elektrode]]: jednu prstenastu i dve krajnje. U idealnoj klopci, prsten i krajnje elektrode su [[hiperboloid]]i obrtanja. Za hvatanje pozitivnih (negativnih) jona, krajnje elektrode se drže pozitivno (negativno) nalelektrisane u odnosu na prsten. Ovo potencijalno stvara [[tačku sedla]] u centru klopke, koje hvata jone u aksijalnom pravcu. Električno polje izaziva oscilacije jona (i to harmonične u slučaju idealne klopke) oko ose zamke. Kombinacija magnetnog i električnog polja primorava naelektrisane čestice da se kreću u radijalnoj ravni i izvan [[epitrokoid]]a.
Orbitalno kretanje jona u radijalnoj ravni se sastoji iz dva [[normalni mod|moda]] na frekvencijama koje su nazvane ''magnetronska'' <math>\omega_{-}</math> i ''modifikovana ciklotronska'' <math>\omega_{+}</math> frekvencija. Ova kretanja su slična deferentu i epiciklu, redom, u [[Ptolomejski|Ptolomejskom]] modelu sunčevog sistema.
 
[[ImageДатотека:Penningtrajec.png|thumb|left|250 px|Klasična putanja u radijalnoj ravni za <math>\omega_{+}/\omega_{-}=8</math>]]
 
Zbir ove dve frekvencije je ''ciklotronska'' frekvencija, koja zavisi od odnosa [[naelektrisanje|naelektrisanja]] i [[masa|mase]] i od snage magnetnog polja. Ova frekvencija se može izmeriti vrlo tačno i može se koristiti za merenje mase naelektisanih čestica. Mnoge od izuzetno preciznih merenja mase (masa [[Masa elektrona u mirovanju|elektrona]], [[proton]]a, <sup>2</sup>[[Vodonik|H]], <sup>20</sup>[[neon|Ne]] and <sup>28</sup>[[silicijum|Si]]) su određeni pomoću Peningove klopke.
 
Za uklanjanje energije jona iz klopke, koriste se hlađenje gasom, rezistivno hlađenje, i [[lasersko hlađenje]].
 
Hlađenje gasom se oslanja na sudaranje jona i neutralnih molekula gasa čime im se energetski sadržaj uravnotežava.
Ред 32:
 
== Furijeova transformacija masene spektrometrije ==
Furijeova transformacija jon ciklotronske rezonance [[masena spektrometrija|masene spektrometrije]] (još poznata kao Furijeova transformacija masene spektroskopije), je oblik masene spektroskopije koji se koristi za određivanje odnosa mase i naelektrisanja (m/z) [[jona]] i bazirana je na ciklotronskoj frekvenciji jona u magnetnom polju.<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=9768511 Marshall, A. G.; Hendrickson, C. L.; Jackson, G. S., Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry: a primer. ''Mass Spectrom Rev'' '''17''', 1-35.]</ref> joni zarobljeni u Peningovoj klopci gde su pobuđeni do većeg ciklotronskoj radijusa oscilacijama električnog polja upravnog na magnetno polje. Pobuđivanje takođe rezultira da se joni kreću u fazi (kao paket). Signal se detektuje kao struja na paru ploča blizu kojih paket prolazi dok ciklotronira. Rezultujući signal se zove Slobodan induktivni raspad, tranzient ili interferogram i sastojise se od superponiranih [[Sinusoida|sinusnih talasa]]. Koristan signal se extrahuje iz ovih podataka primenom [[Furijeova transformacija|Furijeove transformacije]] da bi se dobio maseni spektrum.
 
Jedan jon može da se istražuje u Penigovoj klopci koja se održava na temperaturi od 4 [[Kelvin|K]]. Za ovako nešto potrebno je prstenastu elektrodu podeliti, a druge dve elektrode povezati [[superprovodnici|superprovodnim]] namotajem, i sa izvorom i gatom [[Tranzistor sa efektom polja|tranzistora s efektom polja]]. Namotaj i kapacitance [[Oscilatorno kolo|LC kola]] sa Q od oko 50 000. LC kolo je pobuđeno spoljnim električnim pulsom. Podeljene elektrode prate kretanje jedinstvenog elektrona do LC kola. Tako je energija LC kola u rezonanciji sa jonom koji lagano osciluje među brojnim elektronima (10000) u gatu efekta polja tranzistora.
Ред 43:
* [[Masena spektrometrija]]
 
== Reference ==
{{Reflist}}
 
[[KategorijaКатегорија:Nauka]]
[[KategorijaКатегорија:Fizika]]
[[KategorijaКатегорија:Nuklearna fizika]]
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Peningova_klopka”