НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Траектории заряженных микрочастиц в линейной квадрупольной ловушке с потенциалом прямоугольной формы

СПИСОК АВТОРОВ:
Доброклонская М.С., Печеркин В.Я., Владимиров В.И., Василяк Л.М.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Доброклонская Марина Сергеевна, Печеркин Владимир Яковлевич, Владимиров Владимир Иванович, Василяк Леонид Михайлович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2024308

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
4 ноября 2024 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
15

ГОД:
2024

СТРАНИЦЫ:
44-48

РУБРИКА:
Методы экспериментальных исследований и измерений

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
заряженные частицы, линейная электродинамическая квадрупольная ловушка, траектории движения, воздух при атмосферном давлении.

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
53.09; 53.043

АННОТАЦИЯ:
Впервые экспериментально и численным расчетом получены траектории заряженных частиц микронного размера в линейной квадрупольной ловушке со знакопеременным потенциалом в виде периодических импульсов прямоугольной формы с различным коэффициентом заполнения положительной полярностью. Траектории рассчитаны путем численного решения уравнения Ланжевена для конкретных значений заряда и размера частицы. Обнаружено, что при уменьшении или увеличении коэффициента заполнения, вблизи значения 50 % траектории движения удерживаемых в ловушке частиц существенно отличаются от траекторий движения частиц в ловушке с гармонической формой напряжения. При увеличении коэффициента заполнения траектории частиц проходят вблизи диагонали квадрата перпендикулярного сечения ловушки. При уменьшении коэффициента заполнения менее 50 % или при его увеличении более 50 % меняется диагональ наклона траектории микрочастиц и возрастает размах траектории вдоль диагонали в поперечном сечении ловушки. Вид и изменение направления траекторий, полученные в расчетах, согласуются с результатами экспериментов.

TITLE:
Trajectories of charged microparticles in a linear quadrupole trap with a rectangular potential

AUTHORS:
Dobroklonskaya M.S., Pecherkin V. Ya., Vladimirov V. I., Vasilyak L.M.

KEYWORDS:
charged particles, linear electrodynamic quadrupole trap, trajectories of motion, air at atmospheric pressure.

ABSTRACT:
For the first time the trajectories of charged particles of micron size in a linear quadrupole trap with a variable potential in the form of periodic pulses of rectangular shape with different filling factor of positive polarity have been obtained experimentally and by numerical calculation. The trajectories are calculated by numerically solving the Langevin equation for specific values of charge and particle size. It is found that when the filling factor is greater or less than 50%, the trajectories of steadily trapped particles are significantly different from those for a trap with a harmonic voltage waveform. At increasing the filling factor, the trajectories of particles pass near the diagonal of the square of the perpendicular cross-section of the trap. When the filling factor decreases less than 50% or increases more than 50%, the diagonal slope of the microparticle trajectory changes and the trajectory sweep increases along the diagonal in the cross section of the trap. The appearance and change in the direction of trajectories obtained in the calculations agree with the experimental results.