Forskare Jämför Atom- Samlas Med Aldrig tidigare skådad Exakthet - Ny teknik

Har atom- fysiker för MIT framkallat en teknik som jämför samlas av singeln laddade atoms med aldrig tidigare skådat exakthet-liknande till att mäta distansera mellan Boston och Los Angeles till inom bredden av ett människahår.

Studien som publiceras i Uttrycklig Vetenskap, anmäler förhållandet av samlas av ett gasformigt grundämne- och acetylenemolekylar med en nedanför 1 del för precision i 100 miljard.

Arbetet, ledde vid David E. Pritchard, Cecilen, och Ida-Professorn av Fysik och en främsta utredare i MIT-Harvarden Centrerar för Ultracold Atoms, öppnar dörren till talrika applikationer, inklusive testa E=mc2 och vägning av kemiska förbindelser för svagt destinerad eller mycket sällsynt ionic art.

Pritchard som anslutas också med MITS ForskningLaboratoriumet för Elektronik och medlemmar av hans grupp har varit en ledare i sätta in av kick-precision samlas spectrometry för mer än 10 år. De har framkallat tekniker för att fånga och avkänna singeln laddad atom som är bekant som en jon, för mer än en månad i sänder. De har använt denna metod för att publicera det atom- samlas av 13 olika atoms som spänner från väten till cesium med en osäkerhet av omkring 1 del i 10 miljard.

Atom- samlas mätas, genom att jämföra, klassar på vilka olika molekylära joner den magnetiska omloppet sätter in fodrar i en magnetisk fälla. Precisionen av denna brett använda teknik begränsades av ändringar som uppstod i det magnetiskt sätter in under noterar krävt för att koppla de två jonerna som jämfördes. MIT-laboratoriumet hade dess egna speciala utmaning: magnetiskt sätta in variationer som orsakas av en närliggande gångtunnel, fodrar. Gruppen tvingades för att göra alla mätningar mellan 1:30 och 5:30 A M., då gångtunnelen och hissarna i deras byggnad stängdes av.

I dessa nya experiment satte den Pritchard gruppen för den första tiden två joner i fällan samtidigt. Föregående frambragte detta problem, då de två jonerna kom för tätt tillsammans och frambragte jobbiga elektrostatiska växelverkan. Forskarna övervann detta hinder, genom att förlägga jonerna 1 en mm ifrån varandra i en allmänningcirkuläromlopp. I denna konfiguration är jonerna i fällan lika en waltzing kopplar ihop.

”Dem snurrande omkring på dansgolv, alltid fixad distanserar från varje annat,”, sade Simon Rainville, den första författare av en pappers- och postdoctoral kamrat på Harvard. Forskarna tog därefter fördel av det förbundet vinkar för att övervaka och kontrollera trajectoriesna av jonerna i fällan.

Den nya tekniken som, de är liknande till att använda enbalanserad fjällnågot liknande de som används en gång för meat eller jordbruksprodukter, dramatiskt förhöjningar precisionen, som atom- samlas med, kan mätas. Och tack till ett nytt högt automatiserat ADB-system, samlas mätas i MIT-labbet 24 timmar om dagen.

Sätta in har avancerat markant efter det 19th århundradet, då den Italienska kemisten Amadeo Avogadro observerade först som gasar på den samma temperaturen och pressar kombinerat i bestämda volymförhållanden, och jämbördiga volymer av gasar hade samma att numrera av molekylar. Genom att väga volymerna av, gasar, honom kunde bestämma förhållandena av deras atom- samlas.

I tidig sort - århundradet för th 20, Pritchard noterade, samlas jämförelser av atom- art hade en precision av omkring 1 del i 1.000, och då han startade arbetet i sätta in, det statligt - av - - konst var några delar i 100 miljoner. I Dag har precisionen nett flera delar i en triljon. ”I en logaritmisk avkänning, har vi gjort nästan så mycket framsteg, som i den hela föregående historien av att samlas spectrometry,”, sade han.

Förutom Pritchard och Rainville inkluderar författare James Thompson, en postdoctoral forskare på MIT.

Postat 19th December 2003

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

Last Update: 12. June 2013 10:38

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