Библиотека по физике Библиотека по физике
Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


30.10.2010

Сконструирован молекулярный 'синхротрон'

Физики из Германии и Нидерландов сконструировали аналог синхротрона, рассчитанный на работу не с заряженными частицами, а с нейтральными молекулами.

Основой конструкции установки служат 40 одинаковых элементов (авторы называют их гексапoлями), которые составляют кольцо. Каждый такой элемент объединяет шесть электродов длиной около 37 мм, расположенных параллельно друг другу и образующих цилиндрическую «трубу». Соседние гексаполи отстоят друг от друга на 2 мм.

Внешний вид «синхротрона» и увеличенное изображение трёх гексаполей
Внешний вид «синхротрона» и увеличенное изображение трёх гексаполей

В рабочем режиме разность потенциалов между любыми двумя ближайшими электродами гексаполя составляет 6 кВ. Результирующее осесимметричное поле ограничивает смещение в поперечном направлении: при правильном выборе состояния молекул на них будет действовать сила, направленная к центру гексаполя. В то же время они будут испытывать действие центробежной силы, определяемой скоростью их движения; в какой-то точке силы скомпенсируют друг друга, и молекулы выйдут на стабильную орбиту.

Всё это, однако, нисколько не мешает молекулам разлетаться по всей длине кольца. Для того чтобы ограничить их смещение в продольном направлении, физики кратковременно изменяют напряжение на соответствующих электродах от +2 до + 4 кВ в те моменты, когда группа молекул преодолевает зазор между гексаполями. Эта операция позволяет корректировать скорость «отстающих» и «спешащих» молекул и поддерживать плотность группы.

Схема подачи напряжения на электроды гексаполя (иллюстрация из журнала Physical Review Letters)
Схема подачи напряжения на электроды гексаполя (иллюстрация из журнала Physical Review Letters)

Тестируя установку, учёные вводили в неё молекулы дейтерированного аммония ND3, движущиеся вперёд со скоростью около 125 м/с. Как оказалось, даже на 1025-м обороте, когда молекулы уже успели пройти через зазор 41000 раз и преодолели расстояние, превышающее 1,6 км, продольный размер групп составлял лишь 2,6 мм.

Физики также продемонстрировали возможность одновременной работы с 19 группами молекул, обращающихся по кольцу.

На базе такой установки вполне можно построить коллайдер для молекул, что авторы и собираются сделать в следующем году.

Падение плотности молекул в группе с увеличением пройденного расстояния (иллюстрация из журнала Physical Review Letters)
Падение плотности молекул в группе с увеличением пройденного расстояния (иллюстрация из журнала Physical Review Letters)

Полная версия отчёта опубликована в журнале Physical Review Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Дмитрий Сафин


Источники:

  1. КОМПЬЮТЕРРА




Пользовательского поиска




Физики превратили непроводящий полимер в полупроводник силой звука

Десять невозможных вещей, ставших возможными благодаря современной физике

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Ученые объяснили звуки метеоров

Теория эмерджентности: что такое реальность?

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна





Купить диплом института смотри здесь.

© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'PhysicLib.ru: Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru