P6.1.6 Pułapka Paula – Leybold

Opis

P6.1.6.1 Obserwacja pojedynczej cząstki w pułapce Paula

Pomiary spektroskopowe poziomów energii atomowej są normlanie zwykle ograniczone przez ruch badanych atomów w odniesieniu do źródła promieniowania. Ruch ten przesuwa i poszerza linie spektralne z powodu efektu Dopplera, który staje się silnie widoczny w spektroskopii o wysokiej rozdzielczości. Wpływ efektu Dopplera jest zredukowany, gdy poszczególne atomy są zamykane w małych objętościach do pomiarów spektroskopowych. Dla naładowanych cząstek (jonów), można to osiągnąć za pomocą pułapki jonowej opracowanej przez W. Paula w latach 1950.

Składa się z dwóch rotacyjnie symetrycznych elektrod otulonych i jednej elektrody pierścieniowej. To zastosowanie napięcia AC generuje paraboliczny potencjał zależny od czasu w postacie

Jon o ładunku q i masie m pozostaje uwięziony w tym potencjale, gdy warunki.

Doświadczenie P6.1.6.1 demonstruje jak działa pułapka Paula za pomocą model, który może być obsługiwany bez specjalnych wymagań przy standardowym ciśnieniu powietrza z 50 Hz AC. Gdy ustawiona jest odpowiednia amplituda napięcia U0, możliwe jest uwięzienie zarodników likopodium przez kilka godzin i obserwowanie ich pod światłem lasera. Pochylenie całej pułapki jonów powoduje promieniste ruchy uwięzionych cząstek w elektrodzie pierścieniowej. Gdy napięcie jest przyłożone pomiędzy elektrody otulone możliwe jest przesunięcie potencjału wzdłuż osi z są spełnione.