Joncyklotronresonans
Joncyklotronresonans är ett fenomen relaterat till jonernas rörelse i ett magnetfält . Den används för att accelerera joner i en cyklotron och för att mäta massorna av en joniserad analyt i masspektrometri , särskilt med Fourier-transformjoncyklotronresonansmasspektrometrar . Den kan också användas för att följa kinetiken för kemiska reaktioner i en utspädd gasblandning, förutsatt att dessa involverar laddade ämnen.
Definition av resonansfrekvensen
En jon i ett statiskt och enhetligt magnetfält kommer att röra sig i en cirkel på grund av Lorentzkraften . Vinkelfrekvensen för denna cyklotronrörelse för en given magnetfältstyrka B ges av
där z är antalet positiva eller negativa laddningar av jonen, e är elementarladdningen och m är jonens massa. En elektrisk excitationssignal med en frekvens f kommer därför att resonera med joner med ett mass-till-laddningsförhållande m/z givet av
Den cirkulära rörelsen kan överlagras med en likformig axiell rörelse, vilket resulterar i en helix , eller med en likformig rörelse vinkelrätt mot fältet (t.ex. i närvaro av ett elektriskt eller gravitationsfält) vilket resulterar i en cykloid .
Joncyklotronresonansuppvärmning
Joncyklotronresonansuppvärmning (eller ICRH) är en teknik där elektromagnetiska vågor med frekvenser som motsvarar joncyklotronfrekvensen används för att värma upp ett plasma . Jonerna i plasman absorberar den elektromagnetiska strålningen och som ett resultat av detta ökar den kinetiska energin . Denna teknik används ofta vid uppvärmning av tokamakplasma .
I solvinden
Den 8 mars 2013 släppte NASA en artikel enligt vilken joncyklotronvågor identifierades av dess rymdfarkost med solsond kallad WIND som huvudorsaken till uppvärmningen av solvinden när den stiger upp från solens yta . Innan denna upptäckt var det oklart varför solvindspartiklarna skulle värmas upp istället för att svalna när de rusade bort från solens yta.
Se även