Los Investigadores Comparan Masas Atómicas Con la Exactitud Sin Precedente - Nueva Tecnología

Los físicos atómicos del MIT han desarrollado una técnica que compara las masas de únicos átomos cargados con exactitud-relacionado sin precedente con la medición de la distancia entre Boston y Los Ángeles dentro del ancho de un cabello humano.

El estudio, publicado en la Ciencia Expresa, señala la relación de transformación de las masas de las moléculas del nitrógeno y del acetileno con una precisión debajo de 1 porción en 100 mil millones.

El trabajo, llevado por David E. Pritchard, el Cecil y el Profesor del Ida de la Física y un investigador principal en el Centro de MIT-Harvard para los Átomos Ultracold, abre la puerta en las aplicaciones numerosas, incluyendo la prueba de E=mc2 y el pesaje de los vínculos químicos para las especies iónicas débil limitadas o muy raras.

Pritchard, también afiliado con el Laboratorio de la Investigación del MIT para la Electrónica, y las piezas de su grupo han sido un arranque de cinta en el campo de la espectrometría de masa de alta precisión por más de 10 años. Han desarrollado técnicas para atrapar y para detectar un único átomo cargado, conocido como ión, para más que un mes al mismo tiempo. Han utilizado este método para publicar las masas atómicas de 13 diversos átomos que colocaban del hidrógeno al cesio con una incertidumbre de alrededor 1 porción en 10 mil millones.

La masa Atómica es medida comparando los tipos en los cuales diversos iones moleculares están en órbita líneas del campo magnético en un desvío magnético. La precisión de esta técnica ampliamente utilizada fue limitada por los cambios que ocurrieron en el campo magnético durante los minutos requeridos para cambiar los dos iones que eran comparados. El laboratorio del MIT tenía su propio reto especial: las variaciones del campo magnético causadas por un subterráneo próximo forran. Forzaron al grupo a hacer todas las mediciones entre el 1:30 y el 5:30 Mañana, cuando el subterráneo y los elevadores en su edificio fueron cerrados.

En estos experimentos recientes, el grupo de Pritchard puso por primera vez dos iones en el desvío al mismo tiempo. Previamente, esto generó problemas cuando los dos iones vinieron demasiado cerca juntos y generaron acciones recíprocas electroestáticas molestas. Los investigadores superaron este obstáculo colocando los iones 1 milímetro aparte en una órbita circular común. En esta configuración, los iones en el desvío son como un par de fuerzas que baila el vals.

“Hacen girar alrededor en la sala de baile, siempre una distancia fija de uno a,” dijo a Simon Rainville, el primer autor del papel y de un becario postdoctoral en Harvard. Los investigadores entonces se aprovecharon del movimiento acoplado para vigilar y para controlar las trayectorias de los iones en el desvío.

La nueva técnica, relacionada con usar una escala peso-equilibrada tiene gusto de ésos utilizados una vez para la carne o la producción, aumenta dramáticamente la precisión con la cual las masas atómicas pueden ser medidas. Y los gracias a un nuevo sistema informático altamente automatizado, masas se miden en el laboratorio del MIT 24 horas al día.

El campo ha avance importante desde el siglo XIX, cuando el químico Italiano Amadeo Avogadro primero observó que los gases en la misma temperatura y presión combinadas en relaciones de transformación definidas del volumen, y los volúmenes del igual de los gases tenían el mismo número de moléculas. Pesando los volúmenes de gases, él podría determinar las relaciones de transformación de sus masas atómicas.

En el comienzo del siglo XX, Pritchard observó, las comparaciones en masa de especies atómicas tenían una precisión de alrededor 1 porción en 1.000, y cuando él comenzó a trabajar en el campo, el estado plus ultra eran algunas partes en 100 millones. Hoy, la precisión ha alcanzado varias partes en un trillón. “En un sentido logarítmico, hemos hecho casi tanto progreso como en la historia anterior entera de la espectrometría de masa,” él dijo.

Además de Pritchard y de Rainville, los autores incluyen a James Thompson, investigador postdoctoral en el MIT.

19 de diciembre de 2003 Asentadoth

Date Added: Jan 16, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 10:36

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