Acceleratoreksperimenter med klynger, fullerener og biomolekyler

Titel Acceleratoreksperimenter med klynger, fullerener og biomolekyler

(Der er flere mulige projekter i denne titel - se under Abstract)

Vejleder J.U. Andersen og P. Hvelplund

Fagområde Eksperimentel fysik

Abstract De eksperimentelle undersøgelser foregår ved acceleratorer der producerer ioner med stor bevægelsesenergi:

A) Ved kollisioner med molekyler i en gascelle kan en del af ionens bevægelsesenergi overføres til indre ekcitation. Ionen kan da blive ustabile og henfalde ved fraspaltning ('fordampning') af et atom eller en elektron, og vi kan måle henfaldssandsynligheden og hyppigheden af forskellige fragmenter.

B) Et andet projekt kan være måling af levetider af ioner i lagerringen ELISA. Energetiske ioner skydes ind i lagerringen fra en accelerator, og levetiden af den lagrede ionstråle måles. Hvis de indskudte ioner er ekciterede (varme) og derfor ustabile, kan målingerne give oplysning om deres nedkøling ved udsendelse af termisk stråling.

Gennem sådanne eksperimenter undersøges egenskaber ved klynger, fullerener og biomolekyler:

1) Atomare klynger er samlinger af atomer, f.eks Aln med n aluminiumatomer. De udgør en tilstandsform mellem molekyler (n lille) og det faste stof (n), og studier af klynger bidrager derfor til forståelse af sammenhængen mellem molekylære bindinger og egenskaber ved det faste stof.

2) Fullerenerne er store molekyler af kulstof med en fodboldlignende struktur. Det bedst kendte er C60, den såkaldte buckyball eller buckminsterfulleren-molekylet. Molekylerne dannes f.eks. i en udladning mellem to kulelektroder som en del af sodpartiklerne. Afkøling ved stråling kan spille en væsentlig rolle for meget varme fullereners dynamik.

3) Også meget store biomolekyler, f.eks. proteiner, kan undersøges ved sådanne eksperimenter. Der er bygget en simpel ionkilde (electro-spray) som giver stråler af ladede proteiner. Før indskydning i ELISA skal strålen koncentreres i en kort puls ved opsamling i en ionfælde, som er klar til indkøring (nov. 99).