Os Pesquisadores Comparam Massas Atômicas Com a Precisão Inaudita - Nova Tecnologia

Os físicos atômicos do MIT desenvolveram uma técnica que comparasse as massas de únicos átomos cobrados com o precisão-aparentado inaudito a medir a distância entre Boston e Los Angeles dentro da largura de um cabelo humano.

O estudo, publicado na Ciência Expressa, relata a relação das massas de moléculas do nitrogênio e do acetileno com uma precisão abaixo de 1 porção em 100 bilhões.

O trabalho, conduzido por David E. Pritchard, o Cecil e o Professor do IDA da Física e um investigador principal no Centro de MIT-Harvard para Átomos Ultracold, abrem a porta às aplicações numerosas, incluindo E=mc de teste2 e pesando ligações químicas para espécies iónicas fraca limitadas ou muito raras.

Pritchard, também afiliado com o Laboratório de Investigação do MIT para a Eletrônica, e os membros de seu grupo foram um líder no campo da espectrometria em massa da elevada precisão por mais de 10 anos. Desenvolveram técnicas para prender e detectar um único átomo cobrado, conhecido como um íon, para mais do que um mês em um momento. Usaram este método para publicar as massas atômicas de 13 átomos diferentes que variam do hidrogênio ao césio com uma incerteza de ao redor 1 porção em 10 bilhões.

A massa Atômica é medida comparando as taxas em que os íons moleculars diferentes orbitam linhas de campo magnético em uma armadilha magnética. A precisão desta técnica amplamente utilizada foi limitada pelas mudanças que ocorreram no campo magnético durante as actas exigidas para comutar os dois íons que estão sendo comparados. O laboratório do MIT teve seu próprio desafio especial: as variações do campo magnético causadas por um metro próximo alinham. O grupo foi forçado a fazer todas as medidas entre o 1:30 e o 5:30 A M., quando o metro e os elevadores em sua construção foram fechados.

Nestas experiências recentes, o grupo de Pritchard pôs pela primeira vez dois íons na armadilha ao mesmo tempo. Previamente, isto gerou problemas quando os dois íons vieram demasiado perto junto e geraram interacções electrostáticas incómodos. Os pesquisadores superaram este obstáculo colocando os íons 1 milímetro distante em uma órbita circular comum. Nesta configuração, os íons na armadilha são como um par waltzing.

“Giram ao redor no salão de baile, sempre uma distância fixa de se,” disse Simon Rainville, primeiro autor do papel e de um companheiro pos-doctoral em Harvard. Os pesquisadores aproveitaram-se então do movimento acoplado para monitorar e controlar as trajectórias dos íons na armadilha.

A técnica nova, aparentada a usar uma escala peso-equilibrada gosta daquelas usadas uma vez para a carne ou o produto, aumenta dramàtica a precisão com que as massas atômicas podem ser medidas. E os agradecimentos a um sistema informático altamente automatizado novo, massas são medidos no laboratório do MIT 24 horas um o dia.

O campo avançou significativamente desde o século XIX, quando o químico Italiano Amadeo Avogadro observou primeiramente que os gáss na mesmas temperatura e pressão combinadas em relações definidas do volume, e os volumes do igual dos gáss tiveram o mesmo número de moléculas. Pesando os volumes de gáss, poderia determinar as relações de suas massas atômicas.

No início do século XX, Pritchard notou, as comparações em massa de espécies atômicas tiveram uma precisão de ao redor 1 porção em 1.000, e quando começou trabalhar no campo, o último modelo eram algumas partes em 100 milhões. Hoje, a precisão alcançou diversas partes em um trilhão. “Em um sentido logarítmico, nós fizemos quase tanto progresso quanto na história precedente inteira da espectrometria em massa,” disse.

Além do que Pritchard e Rainville, os autores incluem James Thompson, um pesquisador pos-doctoral no MIT.

19 de dezembro de 2003 Afixadoth

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

Last Update: 12. June 2013 10:32

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit