Синхротрон слова вызывает в воображении изображения гигантских круглых машин, ускоряющих субатомные частицы к в йоте скорости света. Но новый тип адаптаций синхротрона на мелкой тарелке и может осуществить уловку, что ее громадные братья не могут: новое кольцо ускоряет электрически незаряженные молекулы – хотя к тюрьме 87 метров в секунду. Умное устройство могло помочь химикам, и физики расшифровывают взаимодействия между сталкивающимися молекулами.
Стандартный синхротрон эксплуатирует факт, что заряженные частицы изгибаются в магнитном поле. В машине магнитное поле сохраняет связки частиц, циркулирующих через длинную подобную тоннелю барокамеру, как столько товарных вагонов на круглых железнодорожных путях. Каждые колени, электрические поля дают каждой связке толчок так, чтобы это получило энергию.
Этот метод работает на заряженные частицы в пределах от тонких электронов к значительным ведущим ядрам. Но это не будет работать на нейтральные атомы и молекулы, который почтовый индекс, сквозной однородное магнитное поле.Воздерживаясь от магнетизма, физики Синтия Хайнер и Джерард Майер из Института Фрица Хабера в Берлине и коллег использовали пространственно переменные электрические поля для запираний на нейтральные молекулы. Если молекула электрически поляризована – подразумевать, что положительный заряд имеет тенденцию накапливаться в одном конце и отрицательном заряде в другом – тогда это может чувствовать крошечный рывок к местам, где электрическое поле является самым слабым.
Используя в своих интересах этот факт, Майер 6 лет назад создал кольцо шести электродов, произведших пончик электрических полей с линией нулевой области, бегущей около ее середины. То «кольцо хранения» заманило в ловушку электрически поляризованные молекулы аммиака.Проблема с устройством состояла в том что молекулы, распространенные для заполнения всего кольца. Для решения той проблемы Хайнер и Майер должны были найти способ сохранить частицы плотно связанными.
Во-первых, они разделяют кольцо для формирования двух с-образных половин. Они изменяют напряжения на двух половинах так, чтобы, когда группа мух молекул аммиака через промежуток между ними, первые молекулы сталкиваются с электрическим полем, замедляющим их. Напряжения на электродах тогда быстро переключаются для подталкивания отставших через промежуток, таким образом, они ускоряются до других, они сообщают в январском выпуске Физики Природы. «Мы можем держать связку вместе молекул по существу неопределенно», говорит Майер.
Поскольку они все двигаются на почти той же самой скорости, молекулы в связке 3 миллиметра длиной имеют температуру меньше чем одной тысячной kelvin.Трансгрессия является «очень хорошим шагом» на более крупном предприятии управления очень холодными газами молекул, говорит Дэниел Неумарк, химик в Калифорнийском университете, Беркли. Такие газы могли позволить исследователям выполнять изящно точные эксперименты спектроскопии или исследовать молекулярные столкновения, которые при низких температурах должны быть описаны как столкновение квантовых волн.
Он добавляет, что изящный синхротрон также имеет «очень высокую эстетическую привлекательность».