סצנת המתיחה האכזרית והטבח בעקבותיה מתוארים בשיר "The Destruction", בו קארי חוסמת את היציאות, הורגת את כל הנוכחים (באמצעות אפקטים שכללו פירוטכניקה ולייזרים), וקוברת את באי הנשף על ידי קריסת התקרה. עם סיום הטבח, קארי מתחילה לבכות, ומרגרט מגיעה בשמלת ערב ומנחמת אותה. לאחר מכן, היא דוקרת את קארי במדרגות בית הספר במהלך השיר "Carrie (reprise)". קארי ההמומה משתמשת בכוחותיה על מנת לעצור את לבה של מרגרט לפני שהיא מתה בעצמה.
תחיית המחזמר שהתקיימה בשנת 2012 מציגה גרסה שונה ויותר נאמנה לספר של אירועים. דם החזיר נזרק על קארי (בגילומה של מולי רנסון) מלמעלה, כמו בספר. היא טורקת את הדלתות, מציתה את אולם ההתעמלות, ומאלצת באופן טלקינטי את כריס הרגנסן לשבור לעצמה את הצוואר. מספר תלמידים מנסים לברוח מהאולם, אך ללא הצלחה. קארי עוזבת את האולם, אך לא לפני שהיא מפוצצת אותו. במקביל, סו מתארת לצופים כיצד קארי השאירה שובל של הרס ברחבי העיר בדרכה הביתה, בזמן שהיא עצמה עקבה אחריה. בבית משפחת וייט, קארי מוצאת את מרגרט מדקלמת תפילות. מרגרט לוקחת את קארי בזרועותיה ושרה לה ברכות לפני שהיא חושפת את סכין המטבח ודוקרת אותה. קארי משתמשת בכוחותיה כדי להעיף את הסכין מידיה של מרגרט לפני שהיא עוצרת את ליבה. סו נכנסת, ומערסלת את קארי בזמן שהיא מתה מפצעיה.
ספקטרוסקופיית רוויה
בפיזיקה אטומית, ספקטרוסקופיית רוויה (באנגלית: Saturated Spectroscopy), היא טכניקה למדידת רמות האנרגיה באטום ברזולוציה גבוהה ("המבנה העל דק").
תאורטית, אור מונוכרומטי יכול להבלע כאשר הוא פוגע באטום אם לאור ישנה בדיוק אנרגיה המתאימה למעבר בין רמות האנרגיה באטום, אנרגיית מעבר זו נגזרת מתכונות האטום. בפועל, קיימות הרחבות ספקטרליות שונות כגון הרחבה טבעית, הרחבת לחץ, הרחבת דופלר, המאפשרות בליעה בטווח אנרגיות רחב ומונעות גילוי מדויק של ספקטרום הבליעה. ספקטרוסקופיית רוויה מאפשרת לגלות את טווח האנרגיות בהן האור נבלע ללא אפקט הרחבת דופלר.
משמעות השם ספקטרוסקופיית רוויה היא בחינה של ספקטרום התדרים באטום כאשר החלקיקים מעוררים למצב אנרגיה גבוה ממצב היסוד עד לכך שהמצב המעורר "רווי" בחלקיקים.
טכניקות מקובלות נוספות למציאת רמות האנרגיה ברזולוציה גבוהה מהרחבת דופלר הן ספקטרוסקופיית קיטוב (Polarization Spectroscopy), אשר פותחה על בסיס ספקטרוסקופיית רוויה, ובליעת שני אטומים (Two Photon Absorption).
מלבד מציאת רמות האנרגיה טכניקה זו משמשת לנעילת לייזר לתדר צר.
רקע היסטורי.
ספקטרוסקופיה היא תחום מחקר בו נמדד ספקטרום רמות אנרגיה או ספקטרום תדרי קרינה אלקטרומגנטית. במאה ה-19 נעשו התקדמויות משמעותיות בתחום, ותחום זה היווה בסיס לפיתוח מכניקת הקוונטים. הלייזר וקודמו המייזר, פותחו על ידי מדענים שעסקו בספקטרוסקופייה באמצע המאה ה-20, המצאה זו אפשרה מדידה ברזולוציה גבוהה יותר מאי-פעם..
בשנת 1970 תיאודור האנש (Theodor Wolfgang Hänsch) - זוכה פרס נובל לשנת 2005 לפיזיקה, וקריסטיאן בורדו (Christian Bordé), הציגו לראשונה בנפרד מערכת לקבלת ספקטרום האטום ללא הרחבת דופלר, אשר הייתה מבוססת על עקרון של בחינת הספקטרום כאשר האטומים ברוויה. את השימוש בספקטרוסקופיית רוויה פיתח ארתור שולוב (Arthur L. Schawlow), בשיטת inter-modulated fluorescence, על פיתוח זה בין היתר, זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1981, שאותו חלק עם ניקולס בלומברגן וקאי סיגבאן על מחקרם בספקטרוסקופיה.
אפיון המבנה האטומי בעזרת לייזר היה כרוך בקשיים הנובעים מיצירת לייזר עם אורכי גל בטווחים מתאימים לכל אטום. קושי זה בלט בעיקר בתחומי האולטרא סגול, ובתחילה שליטה על תדר הלייזר נעשתה בשיטות כגון שינוי הטמפרטורה והפעלת שדה מגנטי. בשנות ה-70 הוצג לראשונה לייזר רציף בתחום צר של אורכי גל, עם יכולת כיוון גבוהה, דבר אשר גרם לשיפור משמעותי ביכולת אפיון חומרים. במשך השנים הללו אטומים רבים אופיינו במעבדות שונות, ביניהם אטום המימן אשר בעזרתו נקבע בדיוק רב יותר קבוע רידברג
לאור ההתקדמות הטכנולוגית בפיתוח לייזרים, ובעיקר דיודות לייזר, המערכת לביצוע ספקטרוסקופיית רוויה נעשתה פשוטה ביותר, וניתנת כיום לסטודנטים כניסוי מעבדה באוניברסיטאות רבות. כמו כן ניתן לקנות ערכה לביצוע ספקטרוסקופייה בחברות שונות העוסקות בתחום.
רקע פיזיקלי.
אחד המאפיינים הייחודיים של מכניקת הקוונטים, היא העובדה שהערכים המתארים את המערכת (אנרגיה, תנע זוויתי, ספין וכו') הם בדידים ולא רציפים, בניגוד למכניקה הקלאסית. אלקטרונים יכולים לנוע סביב הגרעין אך ורק באורביטלים מוגדרים (מבנה אלקטרוני), הנמצאים ברמות אנרגיה בדידות אשר מתוארות על ידי מספרים קוונטיים. המשמעות הפרקטית העיקרית לכך שרמות האנרגיה הן בדידות היא שמעבר אלקטרון בין רמות אנרגיה formula_1 יכול להתאפשר בעזרת קבלת/פליטת אנרגיה ספציפית formula_2 כאשר "h" הוא קבוע פלאנק.
אף על-פי שרמות האנרגיה הן בדידות, ישנה תופעה של הרחבה ספקטרלית המרחיבה כל רמת אנרגיה לטווח ערכים. תופעה זו מקשה על מדידת ספקטרום רמות האנרגיה ברזולוציה גבוהה, מכיוון שבליעה של פוטון בתדר formula_3 אינה מהווה אינדיקציה לכך שהפרש האנרגיות המתאים לתדר הפוטון formula_4 הוא באמת הפרש רמות האנרגיה היסודי באטום.
רמות האנרגיה מתחלקות לרמות אלקטרוניות, כאשר כל רמה אלקטרונית מתפצלת למבנה הדק, וכל מבנה דק מתפצל למבנה העל-דק. ספקטרוסקופיית רוויה מאפשרת להבחין במבנה העל-דק באטום.
הרחבות ספקטרליות.
הרחבה טבעית.
כאשר אלקטרון מעורר לרמה אלקטרונית, הוא שוהה בה פרק זמן של עד כמה עשרות ננו-שניות, וחוזר עצמאית לרמה אנרגטית נמוכה יותר.
כיוון שקיימת אי ודאות בזמן חזרת האלקטרון קיימת אי ודאות בציר האנרגיה, כפי שמתואר בעיקרון אי-הוודאות של הייזנברג:
formula_5
כאשר formula_6 הוא קבוע פלאנק, formula_7 הוא אי הוודאות באנרגיה, ו - formula_8 הוא אי הוודאות בזמן.
הקשר בין אנרגיה לתדירות נתון על ידי: formula_9, ומשתי המשוואות מקבלים: formula_10 .
לדוגמה, עבור רובידיום, מעברים בין הפיצולים במבנה העל-דק הם כ- formula_11, והצבה נותנת את גודל ההרחבה הטבעית : formula_12.
הרחבת דופלר.
הרחבת דופלר מתרחשת עקב תנועתם של האטומים (במידה ולא מקררים אותם למילי-קלווין בודדים). לולא היו האטומים בעלי אנרגיה, מציאת אנרגיית המעבר הייתה אפשרית על ידי לזירת פוטונים בעלי אנרגיות בגדלים שונים, עד למציאת האנרגיה בה הפוטון נבלע (עד כדי הרחבה טבעית). אנרגיית התנועה של האטומים גורמת לבליעת פוטונים בטווח אנרגיות גדול יותר.
בהינתן תא של גז אטומי, ההסתברות שלאטום תהיה מהירות בין formula_13 ל - formula_14 מתפלגת על פי התפלגות מקסוול בולצמן :
formula_15
כאשר formula_16 הוא קבוע בולצמן, formula_17 הוא מסת האטום, ו - formula_18 הוא הטמפרטורה המוחלטת.
לפי אפקט דופלר הלא יחסותי: formula_19, כאשר formula_20 הוא תדר המעבר בין רמות האנרגיה כאשר האטומים במנוחה (התדר הרצוי).
הצבת formula_13 בהתפלגות מקסוול בולצמן למהירות, נותנת את התוצאה: formula_22
כאשר formula_23 הוא פרמטר רוחב הפס הספקטרלי (linewidth parameter ), ונתון על ידי: formula_24
מכאן ניתן למצוא את רוחב חצי המקסימום formula_25 התלוי במסת האטום, בטמפרטורה, ובתדר המעבר.
לדוגמה, עבור רובידיום בטמפרטורת החדר מתקיים :formula_26, לעומת זאת - formula_27. הרחבת דופלר היא המגבילה בצורה משמעותית את רוחב הסרט המדיד.
ספקטרוסקופיית רוויה.
לשם ההסבר, נתייחס ראשית לאוסף אטומים הנמצאים במצב גזי ונניח שהאטומים נמצאים במנוחה.
בטמפרטורת החדר אטומים רבים נמצאים ברמת היסוד. כאשר קרן באנרגיית המעבר (הנקראת גם אנרגיית הרזוננס) תפגע בתא האטומים בעוצמה נמוכה, אחוז גבוה מהקרן יבלע, ומספר אלקטרונים מועט יחסית יעלה לרמת אנרגיה גבוהה יותר (איור א'). במידה וקרן באנרגיית הרזוננס תפגע בתא האטומים בעוצמה גבוהה, אלקטרונים רבים יחסית יעברו ממצב היסוד למצב מעורר. תופעה זו נקראת רוויה של המעבר (transition saturated). בשני המקרים מדידת עוצמת האור המתקבלת לאחר מעבר בתא האטומים תהיה נמוכה משמעותית מהעוצמה לפני המעבר בתא עקב הבליעה.
הקרן החלשה נקראת קרן בוחנת (probe beam), והחזקה - קרן שואבת (pump beam). כאשר הקרן הבוחנת והקרן השואבת תפגענה באטומים בו זמנית בתדר הרזוננס (איור ב'), הקרן השואבת תגרום לאלקטרונים רבים מרמת היסוד לעלות רמת אנרגיה, ולכן לקרן הבוחנת יהיו פחות אלקטרונים ברמת היסוד איתם תוכל להיות אינטראקציה. כתוצאה מכך, אחרי המעבר בתא האטומים עוצמת הקרן הבוחנת לא תהיה שונה משמעותית מלפני המעבר.
כעת, נסתכל על אוסף אטומים במצב גזי הנמצאים בתנועה.
בטמפרטורת החדר האטומים בעלי אנרגיה ולכן נמצאים בתנועה. הרחבת דופלר גורמת לבליעה להתרחש לא רק באנרגיית הרזוננס, אלא בספקטרום רחב מאוד של כ - 500MHz סביב אנרגיית המעבר. נבחן שוב את המערכת בה קרן בעוצמה חזקה וקרן בעוצמה חלשה עוברות בו זמנית בתא האטומים (איור ב') עם אנרגיות שונות. באנרגיה נמוכה במעט מאנרגיית הרזוננס, הקרן הבוחנת תיבלע בפגיעה באטום הנע שמאלה (לפי הכיוונים באיור ב'), כך שסכום האנרגיות שלהם מתאים לאנרגיית הרזוננס (עד כדי הרחבה טבעית). אבל, עבור הקרן השואבת האטום שיעורר הוא אטום הנע ימינה. אותה טענה מתקיימת גם עבור אנרגיה גבוהה מאנרגיית הרזוננס.