crm@scispec.co.th

02-454-8533

Written by Pongsagon Pothavorn
Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 

Article Index

มาทำความรู้จักเทคโนโลยี Fourier Transform  Ion Cyclotron Resonance กันเถอะ  

 

              Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance (FT-ICR) เป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1974 โดยนาย Malvin B.Comisarow และนาย Alan G.Marshall จากมหาวิทยาลัยบริติสโคลอมเบีย แรงบันดาลใจในการประดิษฐ์เครื่องมือชนิดนี้ เกิดจากการพัฒนาของเทคนิค Nuclear Magnetic Resonance  (NMR) ด้วยหลักการของ Free Induction Decay (FID) ร่วมกับการประมวลผลแบบ Fourier Transform Algorithm (FT) ทำให้สามารถพัฒนาเครื่องไอออนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ปกติ ให้ทำงานในรูปของ Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance (FT-ICR) ขึ้นมาได้สำเร็จ

หลักการของ ICR อาศัยการเคลื่อนที่ของ  “ไอออน” ในสนามแม่เหล็กเมื่อเกิดการสั่นพ้อง รูปแบบของการ “สั่นพ้อง” ในสนามแม่เหล็กนั้น เกิดจากการให้พัลส์ กับไอออน ซึ่งในแต่ละไอออนจะมีค่าการตอบสนองต่อพัลส์ที่ให้แตกต่างกัน ค่าพัลส์ที่ทำให้ไอออนโคจรซึ่งเรียกว่า “ไซโคลตรอน” นั้น จะมีค่าเป็นลักษณะเฉพาะตัว ขึ้นอยู่กับค่ามวลของไอออนนั้นๆ ซึ่งเมื่อเกิดการโคจรล้อมรอบแท่งอิเล็กโทรด จะมีค่า ความถี่เชิงมุมของการโคจร เป็นดังนี้

เมื่อกำหนดให้

z เป็นค่าประจุของไอออนที่สนใจ

e เป็นค่า ประจุของอิเล็กตรอนและโปรตอน

B เป็นค่า สนามแม่เหล็ก

m เป็นค่า มวลของไอออน

เมื่อพิจารณาถึง การพารามิเตอร์ต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของไอออน ภายใต้สนามแม่เหล็ก จะได้ค่าความถี่ของไซโคลตรอน และค่ามวลดังสมการ

โดยที่ 

สนามไฟฟ้าจะถูกใช้ ในการกักไอออนที่จะโคจรเป็นไซโคลตรอน โดยจะมีทิศทางตั้งฉากกับแท่งอิเล็กโทรดที่เป็นแกนของ ICR เมื่อเกิดการสั่นพ้องจะเกิดการเคลื่อนที่ตามความสัมพันธ์

โดยที่  เป็นค่าคงที่ของการสั่นแบบฮาร์โมนิค ซึ่งขึ้นกับค่าความต่างศักดิ์  ขนาดและรูปทรงของไอออนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์

สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นและผลของการสั่นแบบฮาร์โมนิคจะส่งผล ให้ความถี่ของไซโคลตรอนลดลง นอกจากนี้ ยังมีผลของสนามแม่เหล็กที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ในอีกรูปแบบหนึ่งเรียกว่า แม็กเนตรอนโมชั่น (Magnetron Motion)

เมื่อกำหนดให้

เป็นความถี่เชิงมุมของไซโคลตรอนที่ถูกนำไปใช้ในสมการฟลูเรียร์ทรานสฟอร์ม

เป็นความถี่เชิงมุมภายใต้สนามแม่เหล็ก

เป็นความถี่เชิงมุมภายใต้สนามไฟฟ้าที่กักไอออนไว้

 เป็นความถี่เชิงมุมของไซโคลตรอน