Penning tuzağı

Penning kapanı, homojen bir statik manyetik alan ve mekansal olarak homojen olmayan statik elektrik alanını kullanarak yüklü parçacıkları depolayan cihazlardır. Özellikle atomaltı parçacıkların özelliklerinin hassas ölçümleri için uygundurlar. Elektrik yüklü parçacıklar, sabit bir manyetik alan ve bir elektrostatik kuadrupol alanı kullanılarak bir Penning kapanında hapsedilebilir ve depolanabilir. Yüklü parçacıkları depolayarak, fiziksel özelliklerini yüksek hassasiyetle analiz etmek mümkündür. 1987 yılında Hans Georg Dehmelt, Penning tuzağında elektron ve pozitronun Landé faktörünü çok hassas bir şekilde belirlemeyi başardı. Penning kapanı konusundaki katkıları nedeniyle 1989 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Penning kapanı, homojen bir statik manyetik alan ve mekansal olarak homojen olmayan statik elektrik alanını kullanarak yüklü parçacıkları depolayan cihazlardır. Özellikle atomaltı parçacıkların özelliklerinin hassas ölçümleri için uygundurlar.

Son zamanlarda Penning kapanı, kuantum hesaplama ve kuantum bilgi işleme fiziki gerçekleştirmede kullanılmıştır. Penning kapanları bir geonim atom olarak da bilinen ölçümlerin gerçekleştirilmesinde de kullanılır. Penning kapanları dünya çapında birçok laboratuvarda kullanılmaktadır. Örneğin, proton depolamak için Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde kullanılırlar.

Çalışma Biçimi
küçükresim|right
Penning kapanı, eksenel parçacıkları sınırlandırmak için radyal parçacıkları sınırlandırmak için güçlü bir homojen eksenel manyetik alan ve bir quadrupole elektrik alanı kullanılabilir. Bir halka ve iki ucu kapalı kapakları: statik elektrik potansiyeli üç elektrotlu bir kümesi kullanılarak oluşturulabilir. Ideal Penning kapanında halka ve uç kapakları devrim hiperboloidler vardır. Pozitif (negatif) iyon yakalama için, kapağı elektrotların halka pozitif (negatif) potansiyel göreceli tutulur. Bu potansiyel tuzak, eksen yönü boyunca iyon kapanı merkezinde bir sırt nokta oluşturur. Elektrik alanı tuzak ekseni boyunca (armonik ideal Penning kapan durumunda) salınım iyonları neden olur. Elektrik alanı ile birlikte manyetik alanın epitrokoid üzerinden izleri bir hareket ile radyal bir düzlemde hareket etmek için yüklü parçacıkların neden olur.
küçükresim|sol|upright=1.14
{-} Ve modifiye siklotron  {+} frekansları radyal bir düzlemde iyonlarının yörünge hareketi iki adlandırılır Magnetron  frekanslarda modları oluşmaktadır. İki frekansın toplamından sadece kütle ile elektrik şarj oranına ve manyetik alan kuvvetine bağlı olarak siklotron frekansı vardır. Bu frekans çok doğru ölçülebilir ve yüklü parçacıkların kütleleri ölçmek için kullanılabilir.Yüksek hassasiyetli kütle ölçümleri (elektron, protonun kitleleri  2  H,  20  Ne ve  28  Si) çoğu Penning kapanı tercih edilir.

Fourier dönüşümü kütle spektrometresi
Fourier transform iyon siklotron rezonans kütle spektrometrisi (aynı zamanda Fourier dönüşümü kütle spektrometrisi olarak da bilinir), bir de iyonları siklotron frekansı esas iyonlarının kitle ile şarj oranı (m/z) belirlenmesi için kullanılan kütle spektrometrisi türüdür, sabit manyetik alandır.

Kaynakça

 Dış bağlantılar 
Nobel Fizik Ödülleri 1989
Stockholm, İsveç Yüksek hassasiyetli Penning Kapanı Kütle Spektrometresi
Penning tuzağı kütle ISOLDE az spektrometresi / CERN, İsviçre ile kararsız çekirdeklere Yüksek hassasiyetli kütle tayini

Kategori:Ölçü aletleri
Kategori:Kütle spektrometrisi