trampa de iones
Una trampa de iones es una combinación de campos eléctricos o magnéticos que se utilizan para capturar partículas cargadas, conocidas como iones , a menudo en un sistema aislado de un entorno externo. Las trampas de iones tienen varios usos científicos, como la espectrometría de masas , la investigación física básica y el control de estados cuánticos. Los dos tipos más comunes de trampa de iones son la trampa de Penning , que forma un potencial a través de una combinación de campos eléctricos y magnéticos, y la trampa de Paul , que forma un potencial a través de una combinación de campos eléctricos estáticos y oscilantes.
Las trampas Penning se pueden utilizar para mediciones magnéticas precisas en espectroscopia. Los estudios de manipulación del estado cuántico suelen utilizar la trampa de Paul. Esto puede conducir a una computadora cuántica de iones atrapados [1] y ya se ha utilizado para crear los relojes atómicos más precisos del mundo . [2] [3] Los cañones de electrones (un dispositivo que emite electrones de alta velocidad, utilizados en los CRT ) pueden usar una trampa de iones para evitar la degradación del cátodo por iones positivos.
Un espectrómetro de masas con trampa de iones puede incorporar una trampa de Penning ( resonancia de ciclotrón de iones por transformada de Fourier ), [4] trampa de Paul [5] o la trampa de Kingdon . [6] El Orbitrap , presentado en 2005, se basa en la trampa Kingdon. [7] Otros tipos de espectrómetros de masas también pueden utilizar una trampa de iones de cuadrupolo lineal como filtro de masas selectivo.
Una trampa Penning almacena partículas cargadas usando un fuerte campo magnético axial homogéneo para confinar las partículas radialmente y un campo eléctrico de cuadrupolo para confinar las partículas axialmente. [8] Las trampas de Penning son muy adecuadas para medir las propiedades de los iones y las partículas subatómicas cargadas estables . Los estudios de precisión del momento magnético del electrón realizados por Dehmelt y otros son un tema importante en la física moderna.
Las trampas Penning se pueden usar en computación cuántica y procesamiento de información cuántica [9] y se usan en el CERN para almacenar antimateria. Las trampas de Penning forman la base de la espectrometría de masas de resonancia de ciclotrón de iones por transformada de Fourier para determinar la relación masa-carga de los iones . [10]
La trampa Penning fue inventada por Frans Michel Penning y Hans Georg Dehmelt , quienes construyeron la primera trampa en la década de 1950. [11]
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