Les Chercheurs Comparent les Masses Atomiques à l'Exactitude Sans Précédent - Technologie Neuve

Les physiciens atomiques de MIT ont développé une technique qui compare les masses des atomes chargés uniques à exactitude-apparenté sans précédent à mesurer la distance entre Boston et Los Angeles à dans la largeur des cheveux.

L'étude, publiée en la Science Exprès, indique le taux des masses des molécules d'azote et d'acétylène avec une précision en-dessous de 1 part dans 100 milliards.

Le travail, abouti par David E. Pritchard, le Cecil et le Professeur d'IDA de la Physique et un investigateur principal au Centre de MIT-Harvard pour les Atomes Ultracold, ouvre la trappe à de nombreuses applications, y compris tester E=mc2 et peser les liaisons chimiques pour des substances ioniques faible liées ou très rares.

Pritchard, également affilié avec le Laboratoire de Recherche du MIT pour l'Électronique, et membres de son groupe ont été une amorce dans le domaine de la spectrométrie de masse à haute précision pendant plus de 10 années. Ils ont développé des techniques pour enfermer et trouver un atome chargé unique, connu sous le nom d'ion, pour plus qu'un mois à la fois. Ils ont employé cette méthode pour publier les masses atomiques de 13 atomes différents s'échelonnant de l'hydrogène au césium avec une incertitude d'environ 1 part dans 10 milliards.

La masse Atomique est mesurée en comparant les tarifs auxquels les différents ions moléculaires satellisent des lignes de champ magnétique dans un déroutement magnétique. La précision de cette technique très utilisée a été limitée par les modifications qui se sont produites dans le champ magnétique pendant les minutes exigées pour commuter les deux ions étant comparés. Le laboratoire de MIT a eu son propre défi spécial : les variations de champ magnétique provoquées par un souterrain avoisinant rayent. Le groupe a été forcé de faire tout des mesures entre le 1h30 et le 5h30 du matin, quand le souterrain et les ascenseurs dans leur bâtiment ont été arrêtés.

Dans ces expériences récentes, le groupe de Pritchard pour la première fois a mis deux ions dans le déroutement en même temps. Précédemment, ceci a produit des problèmes quand les deux ions sont venus trop étroitement ensemble et ont produit des interactions électrostatiques gênantes. Les chercheurs ont surmonté cet obstacle en mettant les ions 1 millimètre à part dans une orbite circulaire commune. Dans cette configuration, les ions dans le déroutement sont comme un couple valsant.

« Ils tournent autour sur la piste de danse, toujours une distance fixe entre eux, » a dit Simon Rainville, le premier auteur du papier et d'un boursier post-doctoral à Harvard. Les chercheurs ont alors tiré profit du mouvement accouplé pour surveiller et régler les trajectoires des ions dans le déroutement.

La technique neuve, apparentée à utiliser une échelle grammage-équilibrée aiment ceux une fois utilisés pour la viande ou le produit, augmente considérablement la précision avec laquelle les masses atomiques peuvent être mesurées. Et grâce à un système informatique hautement robotisé neuf, les masses est mesurée dans le laboratoire de MIT 24 heures sur 24.

La zone a avancé sensiblement depuis le 19ème siècle, quand le pharmacien Italien Amadeo Avogadro a observé la première fois que les gaz à la mêmes température et pression combinées dans des taux définis de volume, et les volumes d'égal des gaz ont eu le même nombre de molécules. En pesant les volumes de gaz, il pourrait déterminer les taux de leurs masses atomiques.

Au début du 20ème siècle, Pritchard a noté, les comparaisons de masse des substances atomiques ont eu une précision d'environ 1 part dans 1.000, et quand il a commencé à travailler dans le domaine, la situation actuelle étaient quelques parties dans 100 millions. Aujourd'hui, la précision a atteint plusieurs parties dans un trillion. « Dans un sens logarithmique, nous avons accompli presque autant progrès que dans l'histoire précédente entière de la spectrométrie de masse, » il a dit.

En plus de Pritchard et de Rainville, les auteurs incluent James Thompson, un chercheur post-doctoral au MIT.

Posté le 19 décembre 2003th

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

Last Update: 12. June 2013 10:20

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