Iontová past

• Název práce v češtině: Iontová past
• Název v anglickém jazyce: Ion trap
• Akademický rok vypsání: 2007/2008
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 02.11.2007
• Datum zadání: 02.11.2007
• Datum a čas obhajoby: 16.09.2009 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 16.09.2009
• Datum proběhlé obhajoby: 16.09.2009
• Oponenti: Ing. Viktoriya Poterya, Ph.D.
• Konzultanti: doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Studium literatury popisující principy pohybu elektronů a iontů v elektrickém a magnetickém poli.
2) Seznámení se s používanými experimentálními technikami pro záchyt a chlazení iontů a elektronů.
3) Návrh iontové pasti, vakuového systému a sytému pro chlazení iontové pasti.
4) Účast při stavbě elektronové pasti a na experimentech se záchytem a chlazením elektronů.
5) Vyhodnocení získaných výsledků a stavba prototypu iontové pasti.
6) Studium záchytu iontů a jejích chlazení.
7) Návrh elektron-iontové pasti. Studium parametrů plazmatu v pasti.

Seznam odborné literatury

[1] P.K. Ghosh, Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1995.
[2] Atkins P.W., Physical Chemistry, Oxford University Press, 2002, ISBN 0-19-879285-9.
[3] Bittencourt J.A., Fundamentals of Plasma Physics, Springer, New York, 2004, ISBN 0-387-20975-1.
[4] Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím diplomové práce.

Předběžná náplň práce

Pro studium elementárních procesů probíhajících v nízkoteplotním plazmatu je často využíváno zachycení iontů nebo elektronů, případně iontů i elektronů, v pasti. Nabité částice jsou v těchto pastech zachyceny pomocí stacionárních nebo časově proměnných elektromagnetických polích. Některé pasti zachycují jenom jeden druh částic, jiné plazma jako celek. Jednou z nejznámějších konfigurací je toroidální magnetická past (TOKAMAK) určená k udržení horkého plazmatu pro termojadernou fúzi. Pro zachycení pozitron - antiprotonového plazmatu při kryogenních teplotách pro formování atomu antivodíku se používá Penningova past v konfiguraci - nested trap. Zachycení těžkých částic v magnetickým polích, kde působící síla je přímo úměrná rychlosti a intenzitě magnetického pole, vyžaduje extremně vysoké intenzity magnetického pole a vysoké energie částic. Řešením je zachycení iontů pomocí vysokofrekvenčního pole - Paul trap. Návrh, konstrukce a vlastní použití různých typů pastí je nesmírně náročné a vyžaduje studium pohybu nabitých částic v magnetickém a elektrickém poli. Speciálním problémem je přítomnost srážek s neutrálními částicemi, které jsou předmětem studia a které jsou využívány na snižovaní energie nabitých částic zachycených v pasti. V naší laboratoři se připravuje stavba iont/elektronové pasti pro studium interakce iontů s elektrony při teplotách do 4 K. V rámci diplomové práce by se student zúčastnil návrhu principu a konstrukce nové pasti. Spolupracoval by při návrhu zdrojů částic a detektorů částic a návrhu vlastní konstrukce vakuového systému. Na aparatuře by v rámci diplomové práce byly provedeny základní testovací měření.
Do stavby aparatury bude zapojeno několik studentu a doktorandů, vlastní práce diplomanta může byt podle jeho přání zaměřena na návrhy a konstrukci jenom některých častí pasti, na vlastní testovací experimenty, na modelování pohybu částic v E-B polích.