Configuração experimental com trajetórias simuladas. uma. Vista esquemática da parte superior da máquina de feixe vertical mostrando o final do desacelerador de onda progressiva e o sistema de lentes quadrupolo. A lente quadrupolar consiste em 4 hastes cilíndricas suspensas por 2 discos de cerâmica. Dois eletrodos de anel focalizam as moléculas na direção z. Para uma visão do interior, parte do quadrupolo e o buncher foram cortados. As moléculas são ionizadas por um laser UV e a imagem em uma tela de fósforo localizada atrás de uma placa multicanal (MCP). A imagem é gravada usando uma câmera de dispositivo de carga acoplada (CCD) e um tubo fotomultiplicador (não mostrado). As curvas vermelhas mostram uma simulação de trajetórias através do sistema de lentes para um feixe lançado com uma velocidade de 1,8 m / s. Gráficos de espaço de fase b-g mostrando a aceitação da configuração em ambas as direções longitudinal (b-d) e transversal (e-g), em três alturas diferentes. Observe que os eixos do painel g são escalados por um fator de 10 em comparação com o painel e e f. As elipses cinza mostram a distribuição do pacote de moléculas na saída do desacelerador. Crédito:arXiv:1611.03640 [physics.chem-ph]
(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores da Vrije Universiteit Amsterdam construiu, pela primeira vez, uma fonte molecular. O grupo publicou um artigo na revista Cartas de revisão física descrevendo como eles criaram a fonte, como funciona e suas idéias sobre como pode ser usado para medir com mais precisão as constantes físicas.
Os cientistas desenvolveram fontes atômicas na década de 1980 e, desde então, foram aplicadas a uma infinidade de aplicações, o exemplo mais conhecido provavelmente é o relógio atômico. O objetivo de uma fonte atômica é permitir a medição das características dos átomos que se movem em velocidades relativamente lentas. As velocidades reduzidas são devido à forma como a fonte funciona - os átomos são resfriados a uma temperatura muito baixa e, em seguida, são disparados para cima, onde eventualmente diminuem, pare e comece a cair devido à força da gravidade. Um relógio atômico funciona definindo o estado interno de um átomo antes que ele seja disparado para cima e, em seguida, observando a mudança de minuto em seu estado interno quando ele desce. Os cientistas gostariam de ter acesso a uma fonte semelhante que funcione em nível molecular, porque eles acreditam que poderia ser usado para medir com mais precisão as constantes físicas, o que, por sua vez, pode ajudar no teste rigoroso do Modelo Padrão. Infelizmente, até agora, isso não foi possível devido à dificuldade de resfriar as moléculas sem fazer com que se espalhem. Neste novo esforço, os pesquisadores superaram esse problema.
Para criar a fonte molecular, os pesquisadores resfriaram as moléculas de amônia combinando duas técnicas anteriores e aplicando-as a um feixe molecular. O primeiro envolveu a aplicação de tensões de uma maneira de comutação rápida para remover energia do feixe. O segundo envolveu a aplicação de alta voltagem que foi suavemente variada para permitir a desaceleração contínua do potencial do feixe, bem como sua velocidade. Uma vez que as moléculas foram desaceleradas em uma armadilha, eles foram disparados para cima de forma a fazer com que sofressem mudanças na velocidade e na posição. Eles foram então ionizados por um laser e medidos por um disco detector.
O dispositivo ainda não é capaz de oferecer medições físicas constantes, Contudo, porque ele só é capaz de detectar uma única molécula para cada cinco repetições da explosão da fonte, o que resulta em menos de uma detecção por segundo. Isso significa que levará muito tempo para reunir informações suficientes de uma única fonte para fazer medições reais. Felizmente, pois mais repetições produzirão dados adicionais, o que sugere que medições altamente precisas certamente virão em um futuro próximo.
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