研究员原子质量与史无前例的准确性 - 新技术比较

MIT 基本物理学家开发了唯一被充电的原子质量与史无前例准确性如同比较评定波士顿和洛杉矶之间的距离到在人发内的宽度的一个技术。

这个研究,发布在快速的科学,在 1000亿中报告氮气和乙炔分子质量的比例与精确度的在 1 部分以下。

工作,导致由大卫 E. Pritchard,赛西尔和物理 Ida 教授和一个主要调查人在 Ultracold 原子 MIT 哈佛中心,对许多应用打开这个门,包括测试 E=mc2 和斟酌化学键弱一定或非常少见离子种类的。

他的组的 Pritchard,也参加与 MIT 的电子的研究实验室和成员是一位领导先锋在高精密度的质谱分析领域超过 10 年。 他们以上一个月开发技术捕捉和检测一个唯一被充电的原子,每次是公认的一个离子 的。 他们在 100亿中使用此方法发布范围从氢的 13 个不同原子原子质量到铯以大约 1 部分不确定性。

原子质量通过比较不同的分子离子围绕在一个磁性陷井的磁场线路旋转的费率评定。 此用途广泛的技术精确度由在磁场发生在要求的分钟期间切换被比较的二个离子的更改限制。 MIT 实验室有其自己的特殊挑战: 一个附近的地铁造成的磁场差异排行。 当地铁和电梯在他们的大厦被关闭了,这个组被迫执行在 1:30 和 5:30 上午之间的所有评定。

在这些最近实验, Pritchard 组在这个陷井同时第一次放置二个离子。 以前,当二个离子太靠近来并且生成了麻烦静电交往,这生成了问题。 研究员通过安置离子克服了此阻碍分开 1 mm 在一条公用圆的轨道。 在此配置,在这个陷井的离子是象一对跳华尔兹的夫妇。

“他们在舞池上空转,总是从彼此的一个固定的距离”,第一个作者说西蒙 Rainville,本文和一个博士后的在哈佛。 研究员然后利用耦合的行动监控和控制离子的弹道在这个陷井的。

新的技术,如同使用一个重量平衡缩放比例喜欢那些一次使用为肉或产物,巨大增加原子质量可以评定的精确度。 并且由于一个新的高度自动化的计算机系统,质量在 MIT 实验室一天 24 小时被评定。

这个域从 19 世纪显著提前,当意大利化学家阿马德奥 Avogadro 首先注意到气体以在确定数量比例和压结合的同一温度和气体的等于数量有分子的同一数量。 通过斟酌气体的数量,他可能确定他们的原子质量比例。

在 20 世纪初, Pritchard 注意,基本种类质量比较有大约 1 部分精确度在 1,000 和,当他开始从事在这个域,科技目前进步水平是在 100 百万的一些个部分。 今天,这个精确度到达了在兆的几个部分。 “在一个对数意义,我们取得了接近同样多进展象在质谱分析的整个早先历史记录”,他说。

除 Pritchard 和 Rainville 之外,作者包括詹姆斯汤普森, MIT 的博士后。

张贴 2003年th 12月 19日

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

Last Update: 12. June 2013 10:14

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