Montaje experimental con trayectorias simuladas. una. Vista esquemática de la parte superior de la máquina de haz vertical que muestra el extremo del desacelerador de onda viajera y el sistema de lentes cuadrupolo. La lente cuadrupolo consta de 4 varillas cilíndricas suspendidas por 2 discos cerámicos. Dos electrodos de anillo enfocan las moléculas en la dirección z. Para ver el interior parte del cuadrupolo y se ha cortado el buncher. Las moléculas se ionizan mediante un láser UV y se obtienen imágenes en una pantalla de fósforo ubicada detrás de una placa multicanal (MCP). La imagen se graba utilizando una cámara de dispositivo de carga acoplada (CCD) y un tubo fotomultiplicador (no mostrado). Las curvas rojas muestran una simulación de trayectorias a través del sistema de lentes para un rayo lanzado con una velocidad de 1.8 m / s. b-g Gráficos de espacio de fase que muestran la aceptación de la configuración tanto en la dirección longitudinal (b-d) como en la transversal (e-g), a tres alturas diferentes. Tenga en cuenta que los ejes del panel g están escalados por un factor de 10 en comparación con los paneles ey f. Las elipses grises muestran la distribución del paquete de moléculas a la salida del desacelerador. Crédito:arXiv:1611.03640 [physics.chem-ph]
(Phys.org) —Un equipo de investigadores de la Vrije Universiteit Amsterdam ha construido, por primera vez, una fuente molecular. El grupo ha publicado un artículo en la revista Cartas de revisión física describiendo cómo crearon la fuente, cómo funciona y sus ideas sobre cómo podría usarse para medir con mayor precisión las constantes físicas.
Los científicos desarrollaron fuentes atómicas en la década de 1980 y desde entonces se han aplicado a una miríada de aplicaciones, el ejemplo más conocido probablemente sea el reloj atómico. El propósito de una fuente atómica es permitir medir las características de los átomos que se mueven a velocidades relativamente lentas. Las velocidades disminuidas se deben a la forma en que funciona la fuente:los átomos se enfrían a una temperatura muy baja y luego se disparan hacia arriba donde finalmente disminuyen. detenerse y comenzar a caer debido a la fuerza de la gravedad. Un reloj atómico funciona estableciendo el estado interno de un átomo antes de que se dispare hacia arriba y luego notando el cambio mínimo a su estado interno cuando vuelve a bajar. A los científicos les gustaría tener acceso a una fuente similar que funcione a nivel molecular, porque creen que podría usarse para medir con mayor precisión constantes físicas, lo que a su vez podría ayudar en las pruebas más estrictas del Modelo Estándar. Desafortunadamente, hasta ahora, eso no fue posible debido a la dificultad de enfriar las moléculas sin hacer que se dispersen. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han superado ese problema.
Para crear la fuente molecular, los investigadores enfriaron moléculas de amoniaco combinando dos técnicas anteriores y aplicándolas a un haz molecular. El primero implicó la aplicación de voltajes de una manera de conmutación rápida para eliminar energía del haz. El segundo involucró la aplicación de alto voltaje que se varió suavemente para permitir una disminución continua del potencial del rayo, así como su velocidad. Una vez que las moléculas se ralentizaron en una trampa, se dispararon hacia arriba de tal manera que sufrieron cambios de velocidad y posición. Luego fueron ionizados por un láser y medidos por un disco detector.
El dispositivo aún no puede ofrecer mediciones físicas constantes, sin embargo, porque solo es capaz de detectar una sola molécula por cada cinco repeticiones de la explosión de la fuente, lo que resulta en menos de una detección por segundo. Esto significa que se necesitará mucho tiempo para recopilar suficiente información de una sola fuente para realizar mediciones reales. Afortunadamente, ya que más repeticiones producirán datos adicionales, lo que sugiere que las mediciones de alta precisión seguramente llegarán en un futuro próximo.
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