研究員原子質量與史無前例的準確性 - 新技術比較

MIT 基本物理學家開發了唯一被充電的原子質量與史無前例準確性如同比較評定波士頓和洛杉磯之間的距離到在人髮內的寬度的一個技術。

這個研究,發布在快速的科學,在 1000億中報告氮氣和乙炔分子質量的比例與精確度的在 1 部分以下。

工作,導致由大衛 E. Pritchard,賽西爾和物理 Ida 教授和一個主要調查人在 Ultracold 原子 MIT 哈佛中心,對許多應用打開這個門,包括測試 E=mc2 和斟酌化學鍵弱一定或非常少見離子種類的。

他的組的 Pritchard,也參加與 MIT 的電子的研究實驗室和成員是一位領導先鋒在高精密度的質譜分析領域超過 10 年。 他們以上一個月開發技術捕捉和檢測一個唯一被充電的原子,每次是公認的一個離子 的。 他們在 100億中使用此方法發布範圍從氫的 13 個不同原子原子質量到銫以大約 1 部分不確定性。

原子質量通過比較不同的分子離子圍繞在一個磁性陷井的磁場線路旋轉的費率評定。 此用途廣泛的技術精確度由在磁場發生在要求的分鐘期間切換被比較的二個離子的更改限制。 MIT 實驗室有其自己的特殊挑戰: 一個附近的地鐵造成的磁場差異排行。 當地鐵和電梯在他們的大廈被關閉了,這個組被迫執行在 1:30 和 5:30 上午之間的所有評定。

在這些最近實驗, Pritchard 組在這個陷井同時第一次放置二個離子。 以前,當二個離子太靠近來并且生成了麻煩靜電交往,這生成了問題。 研究員通過安置離子克服了此阻礙分開 1 mm 在一條公用圓的軌道。 在此配置,在這個陷井的離子是像一對跳華爾茲的夫婦。

「他們在舞池上空轉,總是從彼此的一個固定的距離」,第一個作者說西蒙 Rainville,本文和一個博士後的在哈佛。 研究員然後利用耦合的行動監控和控制離子的彈道在這個陷井的。

新的技術,如同使用一個重量平衡縮放比例喜歡那些一次使用為肉或產物,巨大增加原子質量可以評定的精確度。 并且由於一個新的高度自動化的計算機系統,質量在 MIT 實驗室一天 24 小時被評定。

這個域從 19 世紀顯著提前,當意大利化學家阿馬德奧 Avogadro 首先注意到氣體以在確定數量比例和壓結合的同一溫度和氣體的等於數量有分子的同一數量。 通過斟酌氣體的數量,他可能確定他們的原子質量比例。

在 20 世紀初, Pritchard 注意,基本種類質量比較有大約 1 部分精確度在 1,000 和,當他開始從事在這個域,科技目前進步水平是在 100 百萬的一些個部分。 今天,這個精確度到達了在兆的幾個部分。 「在一個對數意義,我們取得了接近同樣多進展像在質譜分析的整個早先歷史記錄」,他說。

除 Pritchard 和 Rainville 之外,作者包括詹姆斯湯普森, MIT 的博士後。

張貼 2003年th 12月 19日

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

Last Update: 12. June 2013 10:16

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