partikelfælde

Partikelfælde. Den nederste del af figuren viser udformningen af en Paul-fælde. En elektrisk vekselspænding på elektroden og ringelektroden skaber et felt, som holder elektrisk ladede partikler fanget i midten af apparatet. For at få partiklerne forbi disse felter og ind i fælden er det nødvendigt at starte med en stråle af neutrale atomer, som uhindret kan passere de elektriske felter. Når atomerne når midten af fælden, ioniseres de vha. en elektronstråle, og de kan efterfølgende laserkøles til meget lave energier. Hele apparatet befinder sig i et vakuumkammer, så luftens molekyler ikke støder ind i de fangede partikler og slår dem ud af fælden. Laserlysets spredning på ionerne benyttes også til at følge ionernes bevægelse i fælden, idet de enkelte ioner kan iagttages direkte gennem mikroskopet vist øverst i figuren. Et billede af fangede ioner optaget på denne måde illustrerer artiklen om laserkøling.

.

Partikelfælde, apparat, som med elektriske og magnetiske felter kan indfange og opbevare ladede partikler. I den såkaldte Paul-fælde, udviklet af W. Paul, benyttes et tidsafhængigt elektrisk felt, hvor lodrette og vandrette kræfter skiftevis er tiltrækkende og frastødende, hvorved partiklerne effektivt holdes fanget. I Penning-fælden, udviklet af den tyskfødte amerikanske fysiker Hans G. Dehmelt, styrer et elektrisk felt den lodrette bevægelse, mens vandrette bevægelser styres af et magnetfelt.

Da partikler kan fastholdes i fælder i lange tidsrum, kan fysiske teorier testes med høj præcision. Svært tilgængelige partikler som fx antiprotoner, skabt ved CERNs partikelacceleratorer, kan lagres i månedsvis, bl.a. med henblik på at studere symmetrien mellem stof og antistof. Med lasere kan atomare ioner studeres spektroskopisk i fælder, en sky af ioner kan nedkøles (se laserkøling), og man kan observere krystallisation i ordnede strukturer. Med kombinationer af laserfelter og magnetfelter kan også neutrale atomer indfanges. Paul og Dehmelt delte halvdelen af nobelprisen i fysik i 1989 for udviklingen af partikelfælder.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig