وسيلة جديدة لقياس الاصطدامات الباردة

طور باحثون من معهد الكيمياء في الجامعة العبرية في القدس، ومن معهد وايزمان للعلوم، وسيلة جديدة ستسمح للباحثين بفحص فيزياء وكيمياء الاصطدامات الباردة بين الأيونات الجزيئية والأيونات ذات الشحنات المعاكسة، مع الأيونات المحايدة. الذرات ومع الضوء. وستسمح الوسائل الجديدة للباحثين بقياس وتوصيف العمليات المهمة في الكيمياء الفلكية في المختبر

على مر السنين، أصبحت المصائد الأيونية (ذرات أو جزيئات ذات شحنة كهربائية) أجهزة متعددة الأغراض اخترقت العديد من المختبرات حول العالم. يعد محاصرة الأيونات بمرور الوقت أمرًا ضروريًا لإجراء قياسات دقيقة لأطياف الكتلة وعمرها وديناميكيات العمليات الكيميائية الأيونية. واحدة من أكثر الفخاخ شعبية هي مصيدة قرن الحمام التي اخترعها البروفيسور دانييل زيفمان من معهد وايزمان للعلوم. تم بناء هذه المصيدة بشكل يشبه الرنان البصري الذي يحتوي على شعاع ضوئي بين مرآتين في طرفيه. من ناحية أخرى، يتكون مصيدة الشعاع الأيوني من مرايا إلكتروستاتيكية تلتقط الأيونات ذات الشحنة والسرعة المحددة التي تتحرك في الفراغ بين زوج المرايا.

والآن، اقترح باحثون من معهد الكيمياء في الجامعة العبرية في القدس ترقية مثيرة للاهتمام للمصيدة بناءً على فكرة المرايا ثنائية اللون، أي المرايا التي يمكنها عكس الضوء من لون واحد ولكنها تنقل الضوء من لون آخر. في المصيدة الأيونية، ستعيد المرآة الكهروستاتيكية الجديدة جسيمات ذات شحنة وطاقة معينة ولكنها تنقل جسيمات ذات شحنة معاكسة يمكن أيضًا احتجازها بين زوج آخر من المرايا. وبهذه الطريقة، من الممكن التقاط حزم أيونية ذات شحنة معاكسة في نفس الجهاز في نفس الوقت. بين المرآتين، ستصطدم الشحنات الموجبة والسالبة بتصادمات باردة بطريقة محكمة (عند طاقات منخفضة) مما يسمح بتنفيذ التجارب.

يتم وصف هيكل النظام المعقد هذه الأيام في الجامعة العبرية في القدس في الفيديو التالي. يبدأ الفيديو عندما يدخل الأيون الأزرق في الفخ ويُحتجز بين المرايا الداخلية. الآن، إذا حقننا الأيونات الحمراء (ذات الشحنة المعاكسة)، فسوف تمر بسهولة عبر المرايا الداخلية ولكنها ستنعكس مرة أخرى من المرايا الخارجية. بين المرايا، يمكن معالجة الأيونات المحتجزة في الرنان خارجيًا، وبالتالي يمكن للباحثين إجراء تجارب في الاصطدامات الباردة وفي تحليل العمليات المختلفة في كيمياء الأيونات.

تتيح الظروف الفريدة في المصيدة إمكانية إعادة إنتاج العمليات الكيميائية في بيئات مختلفة، ولا سيما الظروف الموجودة في الفضاء الخارجي، حيث تكون كيمياء الأيونات الجزيئية ذات أهمية خاصة بسبب درجات الحرارة المنخفضة. نظرًا لأن الاصطياد الكهروستاتيكي لا يقتصر على الكتلة، يأمل الباحثون في استخدام هذا الجهاز لتحليل الكيمياء الناتجة عن تصادم الجزيئات البيولوجية الثقيلة.

يقول البروفيسور دانييل ستراسر، الباحث البارز من معهد الكيمياء في الجامعة العبرية في القدس، والمؤلف المشارك للمقال: "في كل مرة نبني فيها جهازًا تجريبيًا جديدًا، نكتشف أشياء جديدة ومثيرة للدهشة حول الطريقة التي تسير بها الطبيعة يعمل. نحن متحمسون لاستكشاف واكتشاف الآليات التي تحكم إنشاء وكسر الروابط الكيميائية في ظل الظروف القاسية".

للحصول على المقال كاملا

حدد البروفيسور دانيال ستراسر