في الآونة الأخيرة ، تلقى Pfeiffer Vacuum طلبًا مهمًا من الجامعة التقنية في دارمشتات ، ألمانيا ، لتقديم نظام شعاع أيوني DREEBIT إلى الجامعة لاستخدامه في معهد الفيزياء النووية. سيقوم باحثون من مجموعة عمل LaserSphere (Laser Spektroskopie an hochgeladenen Ionen und exotischen Radioaktiven Nukliden ، القياس الطيفي لليزر للأيونات عالية الشحن والنويدات المشعة الغريبة) في دارمشتات بتنفيذ حدود مختلفة في فيزياء الذرة والنووية والجسيمات في المعهد ، في تجارب الدقة الفيزيائية ما هي القياسات الطيفية بالليزر للأيونات عالية الشحنة والنظائر الغريبة قصيرة العمر هي محور البحث. تم دعم هذا المشروع البحثي من قبل وحدة الأبحاث الخاصة التابعة لمؤسسة العلوم الألمانية (DFG) SFB 1245.
في نهاية عام 2014 ، بدأ معهد الفيزياء النووية بجامعة دارمشتات للتكنولوجيا في بناء مرفق بحث علمي واسع النطاق “Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik، KOALA” (Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik، KOALA). النظام مصمم ليتم تطبيقه على هذا الجهاز. يولد مصدر أيون EBIS-A المستخدم في هذا النظام أيونات مشحونة من عناصر كيميائية خفيفة مختلفة لاستخدامها في التجارب ، والتي ترتبط بدليل الحزمة لجهاز KOALA. من أجل أن تتحرك الجسيمات بحرية قدر الإمكان في أنبوب توجيه الحزمة ، من الضروري وجود بيئة مفرغة نقية للغاية ، ويجب أن تعتمد المحافظة على بيئة الضغط المنخفض هذه على تقنية توليد فراغ قوية للغاية وموثوق بها. هذا ينطبق بشكل خاص على نظام مصدر الأيونات الجديد ، حيث يتم توفير جميع مكونات الفراغ ذات الصلة بواسطة Pfeiffer Vacuum ، مما يسمح للأيونات بالبقاء فيه لفترة أطول من الوقت.
الشكل: نظام الشعاع الأيوني DREEBIT ، والذي يولد جزيئات مشحونة لإجراء التجارب
تمامًا كما يمكن للألعاب النارية أن تأخذ مجموعة متنوعة من الألوان ، فإن كل عنصر يصدر ويمتص أطوال موجية معينة من الضوء في نطاقات دقيقة تراها العين البشرية على أنها ألوان مختلفة. يعتمد اللون على نوع العنصر الكيميائي وحالة شحنة الذرة ، ولا يمكن أن يوفر قياس الطول الموجي عالي الدقة معلومات حول نوع العنصر الكيميائي وحالة شحنه فحسب ، بل يمكنه أيضًا تحديد حجم النواة إذا تمت مقارنته بحسابات نظرية عالية الدقة.
أوضح الدكتور ويلفريد نورترشاوسر ، رئيس مجموعة العمل في جامعة دارمشتات للتكنولوجيا ، المزايا التقنية لخط إشعاع كوالا: “حتى الآن ، لم يكن القياس الطيفي لنصف القطر الذري ممكنًا إلا في الأنظمة الشبيهة بالهيدروجين باستخدام إلكترون واحد فقط. عندها فقط تكون الحسابات النظرية دقيقة بما فيه الكفاية. ومع ذلك ، عند النظر في المتطلبات التجريبية ، فإن مثل هذه الأنظمة الذرية البسيطة لها عيب رئيسي ، ألا وهو أن الأطوال الموجية المستخدمة تقع في منطقة الأشعة فوق البنفسجية البعيدة من الطيف ، مما يجعل من الصعب استخدامها بواسطة أنظمة الليزر الحالية . ومع ذلك ، تعد التكنولوجيا الحالية بالفعل بالدقة الكافية لاستيعاب أنظمة شبيهة بالهيليوم أكثر تعقيدًا مع إلكترونين. يسهل التقاط أطوال موجاتهم باستخدام أنظمة الليزر ، وبالتالي ، سيكون من الممكن في المستقبل تحديد نصف قطر النوى. من الهيليوم إلى النيتروجين بشكل كبير وأكثر دقة. بمجرد تثبيت نظام الحزمة الأيونية DREEBIT مع مصدر أيون EBIS-A ، توفر منشأة KOALA المتطلبات الأساسية المثالية لذلك “.
الشكل: KOALA (Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik ، مرفق خطي للتحليل الطيفي بالليزر والفيزياء التطبيقية)
منذ تأسيس DREEBIT GmbH في عام 2006 ، قام قسم “Ion Beam Technology” بتطوير وتقديم عدة أنواع من مصادر الأيونات إلى السوق ، مثل EBIS و ECRIS. يتم تثبيتها بشكل أساسي في العديد من مسرعات الجسيمات للبحث العلمي والتطبيقات الطبية مثل العلاج بشعاع الأيونات. كانت DREEBIT GmbH جزءًا من مجموعة Pfeiffer Vacuum Group منذ عام 2017 وتركز على تطوير أنظمة خاصة ومنتجات تفريغ للصيانة. اعتبارًا من الآن ، تمتلك الشركة قواعد في Dresden و Großröhrsdorf بألمانيا ، ولديها ما مجموعه حوالي 70 موظفًا.