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高学年学生実験 (後期)

イオントラップ実験

実験の目的

イオントラップは 1989年ノーベル物理学賞 の対象テーマに選ばれました。 もともとは1953年にPaulによって考案され、 その後Dehmeltによって精密原子実験物理実験に用いられました。 現在は レーザー冷却技術 との併用で、 等に応用されています。
上記のようなイオントラップは主に原子捕獲を目的としています。 そこで柴田研究室では卒業研究の一テーマとして、 目で確認出来る程度の大きさの微粒子を捕獲可能なイオントラップを 開発してきました。
今回は柴田研究室で開発したイオントラップを利用し、 学生が自ら装置を組み上げ、そのしくみを理解する事を目的としています。

実験用資料

比電荷計算プログラム

実験中に自力で比電荷を算出するには時間が足りないので、概算用の計算プログラムを用意しています。 以下の利用方法を良く読みながらこのリンクよりプログラムを利用して下さい。
  1. 右上の入力欄にデータ ID として測定日と測定グループ名を入力する (例: 2011-10-18-A)。グループ名は A (廊下側)、B (中央)、C (右奥)、D (左奥) とする。
  2. 右上の入力欄に測定条件を入力する。 初期値が設定されているが、自分で実測 or 確認した値を入力すること。
  3. 左上の入力欄に測定回数を入力する
  4. ボタンをクリックする。 ページ左側に測定回数分の入力テーブルが用意される。
  5. 入力テーブルに測定結果を入力する。
  6. 再度 ボタンをクリックする。 ページ右側に計算結果が表示される。
  7. ページ右上の ボタンをクリックして、 データを保存する。 保存したデータは、リストから選んで ボタンをクリックすると読み込める。
  8. 一旦 save してから load すると、2A vs 2V0 のプロットへのリンクがページの左下に現れる。 自分の測定結果をプロットで確認する。

比電荷計算プログラム改

2017年度より 最小二乗法フィッティングを用いた比電荷の計算プログラム を用意しています。アクセス用パスワードは実験中に知らせます。

その他資料

トラップの様子
トラップされたイオン(帯電した食塩水の様子)

トラップされた粒子の映像

Link