Construye un espectrómetro de masas

Una de las características que hizo grande a la revista Scientific American fue una columna llamada «The Amateur Scientist». Cada mes, los lectores fueron invitados a realizar experimentos que se podían hacer en casa, o algún aparato científico que se podía construir de forma barata. Por suerte, los fans de [Ben Krasnow] recuerdan la serie y le instaron a abordar una construcción a partir de ella: un espectrómetro de masas «hazlo tú mismo». (Vídeo, incrustado debajo de la rotura.)

Ben] acaba de publicar el siguiente vídeo que muestra los primeros experimentos con un artilugio de tubo de cobre que estuvo cinco meses en fabricación; resulta que la física analítica de partículas no es tan fácil como parece. La idea detrás de la espectrometría de masas es ionizar una muestra, acelerar los iones a medida que pasan a través de un campo magnético, y medir la desviación de las partículas como una función de su relación masa-carga. Pero como descubrió [Ben], los detalles para convertir un principio simple en un instrumento de trabajo son extremadamente no triviales.

Su equipo utiliza filamentos extraídos de lámparas incandescentes cuidadosamente trituradas para ionizar muestras de cloruro de yoduro de potasio; aplicado al filamento y secado, la solución salina se ioniza cuando el filamento se calienta. El flujo de iones se acelera por un campo de alto voltaje y se hace pasar por una estrecha rendija formada por dos cuchillas de afeitar. Un detector se sitúa ortogonalmente al emisor a través de un potente campo magnético, con un amplificador de transimpedancia de alta ganancia conectado. Con viejos medidores analógicos y grandes variacs, todo esto tiene una gran vibración científica loca que nos recuerda un poco a su configuración de interferómetro de un solo componente.

Los datos de [Ben] de la muestra de potasio estuvieron de acuerdo con los resultados esperados, y el instrumento es casi lo suficientemente sensible para discernir la diferencia entre dos isótopos de potasio diferentes. Promete mejoras en el espectro de masas en el futuro, incluyendo quizás la ionización láser de las muestras. Estamos esperando eso.

Gracias a la misteriosa [M] por la propina.

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