离子陷阱英文解释翻译、离子陷阱的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 ion trap

分词翻译：

离子的英语翻译：

ion
【化】 ion
【医】 ion

陷阱的英语翻译：

trap; pit; pitfall; catch; hook; mesh; noose; snare; springe
【化】 trap

专业解析

离子陷阱（Ion Trap）的汉英词典释义

离子陷阱（Ion Trap）指利用电磁场在特定空间区域内约束带电粒子（离子）运动的装置。其核心原理是通过交变电场或静磁场形成势阱，使离子在有限空间内稳定悬浮，避免与容器壁碰撞，从而实现对离子的精确操控与测量。

核心原理与分类

动态电场约束（Paul Trap）
通过四极杆电极施加高频交变电场，形成动态势阱。离子在电场中心区域受回复力作用而稳定囚禁。数学描述为 Mathieu 方程：

$$ frac{du}{dxi} + (a_u - 2q_u cos 2xi)u = 0

$$

其中 ( u ) 代表离子坐标，( a_u ) 和 ( q_u ) 为稳定性参数。
静磁场约束（Penning Trap）
结合均匀静磁场与静电场：静磁场约束离子圆周运动，静电场提供轴向束缚。适用于高精度质量测量。

核心组件与功能

电极结构：双曲面电极（Paul Trap）或圆柱对称电极（Penning Trap），用于生成精确电磁场分布。
冷却系统：激光冷却或缓冲气体冷却，降低离子热运动以提升操控精度。
检测系统：离子共振频率测量（质荷比分析）或荧光成像（量子态读取）。

应用领域

量子计算
离子作为量子比特，通过激光操控实现量子门操作（如 CNOT 门）。案例：NIST 的 Yb⁺ 离子阱量子处理器。

质谱分析
高分辨率质谱仪（如 Orbitrap）利用离子阱捕获离子并分析其质荷比，用于蛋白质组学研究。

原子钟与精密测量
囚禁离子用于光学原子钟（如 Al⁺ 钟），精度达 ( 10^{-18} ) 量级。

权威参考文献

Paul Trap 原理：Wolfgang Paul, Electromagnetic Traps for Charged and Neutral Particles, Reviews of Modern Physics, 1990. DOI:10.1103/RevModPhys.62.531
量子计算应用：NIST Ion Storage Group, Ion Trap Quantum Computing, 2023. NIST官网
质谱技术：Makarov A., Orbitrap Mass Spectrometry, Analytical Chemistry, 2000. DOI:10.1021/ac991131p

注：引用链接为示例，实际来源需替换为可访问的权威机构页面（如 NIST、期刊官网）。

网络扩展解释

离子陷阱（又称离子阱）是一种利用电场或磁场俘获并囚禁带电粒子（如离子）的装置，其核心目标是将离子限制在特定空间范围内，避免与装置表面接触。以下是详细解释：

1.定义与基本原理

离子陷阱通过在真空中施加特定电场或磁场，使离子受电磁力作用而被束缚在稳定区域内。其原理基于：

电场控制：电极产生交变电场（如四极场），通过调整电压参数使离子进入稳定振动状态。
真空环境：离子的囚禁需在真空条件下完成，以排除气体分子碰撞干扰。

2.主要类型

常见离子陷阱包括：

保罗阱（四极离子阱）：由四根平行电极构成，施加射频电压和直流电压，形成动态电场束缚离子。
彭宁阱：结合静磁场与电场，通过磁场约束离子径向运动，电场控制轴向运动。

3.工作机制

以保罗阱为例：

电极施加的射频电压产生交变电场，离子在特定频率下进入稳定振动状态。
当离子的振动频率与外加电场频率共振时，其振幅逐渐增大，最终可能被排出陷阱（用于质谱分析）。

4.应用领域

量子计算：通过超冷离子实现量子比特，利用其量子态（如自旋）存储信息。
质谱分析：调整电场参数使不同质荷比的离子依次脱离陷阱，用于物质成分检测。
基础物理研究：用于研究离子与电磁场相互作用、精密测量等。

5.补充说明

与医学的区别：需注意“离子陷阱”在物理学中的定义与医学中提及的“局麻药离子蓄积现象”不同（后者见，但与当前问题无关）。
技术发展：该技术由沃尔夫冈·保罗等人提出，曾获诺贝尔奖，是量子计算领域的重要研究方向之一。

如需进一步了解电场参数或具体结构，可参考、9中的四极阱示意图。