Métodos de trampa de iones

Métodos de trampa de iones
Es posible configurar campos eléctricos y magnéticos para que los iones puedan mantenerse en órbitas estables durante un período de tiempo lo suficientemente largo como para realizar mediciones útiles sobre ellos. Dos formas de espectrómetros de masas se derivan de esta idea, el omegatron y el espectrómetro de transformada de Fourier. Ambos utilizan el principio de ciclotrón (ver acelerador de partículas: ciclotrones), en el cual los iones positivos producidos por un haz de electrones que fluyen a lo largo del eje de un campo magnético uniforme siguen trayectorias circulares con un radio proporcional al momento, r = mv / zB, y una frecuencia de rotación inversamente proporcional a la masa, ω = v / r = zB / m. En el omegatron, la frecuencia de un oscilador varía para poner en sintonía iones de varias masas y, al hacerlo, aumentar sus momentos hasta alcanzar el radio en el que se encuentra el detector. La masa se puede calcular directamente a partir de la frecuencia. La resolución puede ser notablemente alta si se proporciona un campo magnético suficiente, pero este analizador se utiliza con más frecuencia con una resolución inferior a la ideal como un dispositivo para analizar el gas residual del vacío, información que puede ser extremadamente valiosa para diagnosticar los problemas que a menudo tales sistemas.

En el método de transformación de Fourier, la frecuencia del oscilador se desplaza por el rango correspondiente al rango de masa de interés. Cada ion se coloca en una órbita circular de radio aproximadamente constante pero con una frecuencia bien definida. El oscilador se apaga y un electrodo capta radiación de radiofrecuencia de los iones en movimiento. La salida amplificada puede grabarse directamente o después de haberse mezclado con la frecuencia de un oscilador local, una técnica de radio estándar. Esto produce una señal compleja variable en el tiempo que sigue la amplitud de los diversos radiadores de iones.

La señal se convierte a formato digital y se almacena en una memoria de computadora. La computadora convierte esta señal periódica a su espectro de frecuencia mediante la técnica matemática conocida como transformada de Fourier, con una masa inversamente proporcional a la frecuencia. El proceso se repite muchas veces para mejorar la precisión. Estos dispositivos son capaces de resoluciones superiores a un millón. Para tener radios orbitales de tamaño conveniente, se requieren campos magnéticos muy altos, generalmente proporcionados por superconductores.

(0 votes)