Последние комментарии

  • Финам.Инфо21 сентября, 16:56
    А Вы текст прочитали? Или "Пастернака не читал, но осуждаю"?Сколько тратят на питание россияне
  • Валерий Махалов21 сентября, 15:41
    и что тут высчитывать применяя армию чиновников с портфелями,формула проста,резкое повышение цен на все и неизменност...Сколько тратят на питание россияне
  • Валерий21 сентября, 15:36
    Простые вопросы: Сколько он заработал на этой книге? Если хотя бы половина людей станут кокосовыми монахами, что куша...Пять минут на жизнь, диета из тишины и кокосовый монах

Чашечка кофе поможет усовершенствовать ионные ловушки

Физики создали теорию, способную улучшить ионные ловушки, которые используют в квантовых исследованиях и спектроскопии.

Ионные ловушки позволяют длительно удерживать заряженные частицы в небольшом объёме, что необходимо для различных исследований. Например, частицу в ловушке можно охладить до температур, близких к абсолютному нулю, когда она практически «замирает».

Физики из Университета ИТМО изучают так называемые многоэлектродные (мультипольные) радиочастотные ловушки. В них на несколько электродов подается переменное электрическое поле с частотой в радиодиапазоне, которое заставляет ионы двигаться по сложной замкнутой траектории в ограниченном объёме.

Разные типы ловушек отличаются рабочей частотой и конфигурацией электромагнитного поля внутри них, определяемой количеством, расположением и формой электродов. Для охлаждения незаряженных частиц применяют оптические ловушки. Однако радиочастотные ловушки позволяют охлаждать заряженные частицы до более низких температур.
Удержание частиц в ловушке похоже на удержание шарика на дощечке, которую наклоняют в разные стороны, не давая ему свалиться. При этом шарик катается на дощечке по сложной траектории.

В отличие от более простых линейных ловушек, где заряженная частица удерживается на оси устройства в одной точке пространства, в многоэлектродных нелинейных ловушках частицы могут быть захвачены в нескольких точках. Однако эффективной работе подобных устройств мешает возникающая случайная несимметричность движения частиц, которую не могла описать теория, разработанная ранее для простых ловушек.

Исследователям из Университета ИТМО удалось понять, как ведёт себя электромагнитное поле внутри сложных ионных ловушек. Они разработали новый метод его анализа, который впервые позволил объяснить странные отклонения от симметрии в различных экспериментах. Новый подход позволит контролировать и прогнозировать захват ионов в различных условиях, при разных положениях электродов и величинах напряжения, поданных на них. Это необходимо для разработки более эффективных ловушек. В частности, исследователи проанализировали ловушку с 22 электродами.
Любопытно, что толчком к данной работе стало поведение чашечки кофе в кофемашине.

Семён Рудой из лаборатории «Нелинейная оптика конденсированных сред» рассказал: «Наше исследование, которое вылилось в новую методику, началось с кофе. Я его очень люблю и часто пользуюсь кофемашиной на работе. Но моя кружка при этом все время съезжает с поддона. Причем каждый раз в разные стороны, следовательно, это происходит не из-за общего наклона машины. Я изучил литературу по вибромеханике и пришел к выводу, что виной всему так называемое нелинейное трение. Затем я понял, что данное явление можно найти в радиочастотных ловушках, которые мы исследуем. Мы применили методику прямого разделения движения из вибромеханики и внезапно обнаружили, что она позволяет анализировать ранее необъясненное нарушение симметрии в ловушках!». 

Напомним, что метод прямого разделения движений основан на представлении движения в виде суммы быстрой и медленной составляющей, имеющих разные законы поведения, что упрощает их математический анализ.

Эффективность метода авторы работы проверили на экспериментальных данных, полученных в других исследованиях. Они планируют использовать его при проектировании и создании радиочастотных ловушек для различных микрочастиц. Например, они собираются исследовать сильно охлажденные в ловушках нанокристаллы, которые могут служить моделью квантовых частиц. Эти исследования часто дают неожиданные интересные результаты.

Алексей Понятов. Источник: Наука и жизнь (nkj.ru).

'

Популярное

))}
Loading...
наверх