離子陷阱英文解釋翻譯、離子陷阱的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 ion trap

分詞翻譯：

離子的英語翻譯：

ion
【化】 ion
【醫】 ion

陷阱的英語翻譯：

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

專業解析

離子陷阱（Ion Trap）的漢英詞典釋義

離子陷阱（Ion Trap）指利用電磁場在特定空間區域内約束帶電粒子（離子）運動的裝置。其核心原理是通過交變電場或靜磁場形成勢阱，使離子在有限空間内穩定懸浮，避免與容器壁碰撞，從而實現對離子的精确操控與測量。

核心原理與分類

動态電場約束（Paul Trap）
通過四極杆電極施加高頻交變電場，形成動态勢阱。離子在電場中心區域受回複力作用而穩定囚禁。數學描述為 Mathieu 方程：

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

$$

其中 ( u ) 代表離子坐标，( a_u ) 和 ( q_u ) 為穩定性參數。
靜磁場約束（Penning Trap）
結合均勻靜磁場與靜電場：靜磁場約束離子圓周運動，靜電場提供軸向束縛。適用于高精度質量測量。

核心組件與功能

電極結構：雙曲面電極（Paul Trap）或圓柱對稱電極（Penning Trap），用于生成精确電磁場分布。
冷卻系統：激光冷卻或緩沖氣體冷卻，降低離子熱運動以提升操控精度。
檢測系統：離子共振頻率測量（質荷比分析）或熒光成像（量子态讀取）。

應用領域

量子計算
離子作為量子比特，通過激光操控實現量子門操作（如 CNOT 門）。案例：NIST 的 Yb⁺ 離子阱量子處理器。

質譜分析
高分辨率質譜儀（如 Orbitrap）利用離子阱捕獲離子并分析其質荷比，用于蛋白質組學研究。

原子鐘與精密測量
囚禁離子用于光學原子鐘（如 Al⁺ 鐘），精度達 ( 10^{-18} ) 量級。

權威參考文獻

Paul Trap 原理：Wolfgang Paul, Electromagnetic Traps for Charged and Neutral Particles, Reviews of Modern Physics, 1990. DOI:10.1103/RevModPhys.62.531
量子計算應用：NIST Ion Storage Group, Ion Trap Quantum Computing, 2023. NIST官網
質譜技術：Makarov A., Orbitrap Mass Spectrometry, Analytical Chemistry, 2000. DOI:10.1021/ac991131p

注：引用鍊接為示例，實際來源需替換為可訪問的權威機構頁面（如 NIST、期刊官網）。

網絡擴展解釋

離子陷阱（又稱離子阱）是一種利用電場或磁場俘獲并囚禁帶電粒子（如離子）的裝置，其核心目标是将離子限制在特定空間範圍内，避免與裝置表面接觸。以下是詳細解釋：

1.定義與基本原理

離子陷阱通過在真空中施加特定電場或磁場，使離子受電磁力作用而被束縛在穩定區域内。其原理基于：

電場控制：電極産生交變電場（如四極場），通過調整電壓參數使離子進入穩定振動狀态。
真空環境：離子的囚禁需在真空條件下完成，以排除氣體分子碰撞幹擾。

2.主要類型

常見離子陷阱包括：

保羅阱（四極離子阱）：由四根平行電極構成，施加射頻電壓和直流電壓，形成動态電場束縛離子。
彭甯阱：結合靜磁場與電場，通過磁場約束離子徑向運動，電場控制軸向運動。

3.工作機制

以保羅阱為例：

電極施加的射頻電壓産生交變電場，離子在特定頻率下進入穩定振動狀态。
當離子的振動頻率與外加電場頻率共振時，其振幅逐漸增大，最終可能被排出陷阱（用于質譜分析）。

4.應用領域

量子計算：通過超冷離子實現量子比特，利用其量子态（如自旋）存儲信息。
質譜分析：調整電場參數使不同質荷比的離子依次脫離陷阱，用于物質成分檢測。
基礎物理研究：用于研究離子與電磁場相互作用、精密測量等。

5.補充說明

與醫學的區别：需注意“離子陷阱”在物理學中的定義與醫學中提及的“局麻藥離子蓄積現象”不同（後者見，但與當前問題無關）。
技術發展：該技術由沃爾夫岡·保羅等人提出，曾獲諾貝爾獎，是量子計算領域的重要研究方向之一。

如需進一步了解電場參數或具體結構，可參考、9中的四極阱示意圖。