Elaine Petro 教授 康奈尔大学 分子离子束和束表面相互作用的多尺度建模 电喷雾离子源是卫星推进、生化分析和各种表面处理行业领域的使能技术。这些应用推动了对扩展离子束的物理和粒子碰撞的化学的更深入了解。电喷雾离子羽流对最先进的等离子体建模技术提出了挑战,因为关键过程发生的长度和时间尺度范围很广(即纳米级发射点和厘米级操作体积)。伴随着这些空间梯度的是离子和中性群体中的大密度和速度梯度。此外,电喷雾羽流是具有非麦克斯韦分布的非中性等离子体。我们介绍了最先进的分子离子羽流动力学和化学数值模型,这些模型对于探索设计变量、了解操作条件和提高性能必不可少。除了卫星推进中的应用外,我们还将讨论在其他相关领域利用这些离子源的机会。
目前,人们致力于实现分子的精密光谱和量子态控制。与原子相比,分子的种类要多得多,它们具有更丰富的结构,可以提供完全不同的功能,并更适合某些任务,例如,对各种基础物理测试的灵敏度更高[1-4]。高内部状态相干性和跨频率量子信息转换的潜力也使分子在量子信息处理方面具有吸引力[5-9]。尽管近年来取得了令人瞩目的进展,但分子的量子态制备、检测和控制仍然比原子更困难[10-14]。量子逻辑光谱(QLS)[15]在研究带电粒子,特别是分子离子方面显示出巨大的前景和多功能性。它依靠原子“逻辑”离子种类对联合平移运动进行协同冷却和状态读出,并能够实现难以控制的带电粒子(“光谱”离子)的量子态制备、操纵和光谱分析[16-18]。在我们的实验中,所有针对分子离子的激光器都会驱动远失谐的受激双光子拉曼跃迁,而这些跃迁不依赖于分子的特定能级结构。这一点,加上对平移自由度的协同冷却和量子逻辑读出也可以在对分子结构细节要求不高的情况下进行,使得 QLS 可用于多种离子种类。为了探索分子的新应用,以高分辨率测量跃迁频率和其他特性,并解释在这种前所未有的精度水平下变得相关的微小系统效应也至关重要。特别是,自旋和原子核的相对运动增加了
囚禁原子离子系统已证明,其状态准备和测量 (SPAM) 不准确性 [1] 以及单量子比特和双量子比特门错误率 [2–4] 是所有量子比特中最低的。基于囚禁离子的完全可编程、少量子比特量子计算机已经建成 [5, 6]。然而,到目前为止,这些系统尚未扩展到大量量子比特,原因包括异常加热 [7–10]、声子模式拥挤 [11]、光子散射 [12, 13],以及传统光学元件的扩展挑战 [14, 15]。最近,有研究表明,通过直接电磁偶极-偶极相互作用耦合的分子离子量子比特可用于量子信息处理 [16]。虽然使用该方法的分子量子比特系统的可扩展性预计不会受到异常加热或声子模式拥挤的限制,但目前分子离子量子比特并不像原子离子量子比特那样容易控制。特别是,分子离子的 SPAM 由于其通常缺乏光学循环跃迁而变得困难,这使得激光照射分子成为问题 [17]。一种方法是通过共捕获的原子离子进行量子逻辑光谱 (QLS) [18–20],这种方法最近也被用于纠缠原子和分子离子 [21]。然而,由于 QLS 需要在运动基态附近冷却,因此技术要求很高,而且激光操控分子离子会导致自发辐射到暗态。这里,我们描述了如何利用离子阱中的偶极-声子耦合将极性分子离子的偶极矩与多离子库仑晶体的声子模式纠缠在一起。这种现象可以用两种方式直观地理解:作为非静止离子所经历的时间相关电场驱动分子电偶极跃迁,或作为时间相关偶极矩驱动离子运动。对于多个离子,振荡发生在库仑晶体的集体模式中,甚至可以使相距很远的偶极子通过共享声子模式发生强烈相互作用。此外,偶极-声子相互作用可以是
增加车辆电气化将需要大量使用极端充电(XFC),尤其是对于较大的车辆。不协调的XFC可以创建网格挑战,尤其是在分销级别。两种策略可以支持广泛的XFC:×广泛的网格升级(即,升级所有系统以实现最坏情况,完全重合的负载)或集成计划以基于利用负载灵活性和分配能源资源的高级控制和分配能源的高级控件来协调智能系统。
•此过程能够生产具有优化燃料特性的可调节的异烷烃/环烷基喷气燃料•环烷烃为改善燃料密度和燃烧特性提供了对石质和芳族烃的燃烧特性的潜力•技术•技术增强了PNNL/Lanzatech的燃料效率•通过DOE的燃料构成,并提高了燃料的价值•DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,DOE EE,则可以增强。将分析生产的烷烃/环烷基流的比率来推断燃料特性•开发的技术将使废物流转换为可调的环烷基流 div>
冷分子为量子信息、冷化学和精密测量提供了极好的平台。某些分子对标准模型物理具有超强的灵敏度,例如电子的电偶极矩 (eEDM)。分子离子很容易被捕获,因此对于灵敏度随询问时间变化的精密测量特别有吸引力。在这里,我们展示了在量子投影噪声 (QPN) 极限下具有秒级相干性的自旋进动测量,其中数百个被捕获的分子离子被选中,因为它们对 eEDM 敏感,而不是它们对状态控制和读出的适应性。取向分辨的共振光解离使我们能够同时测量具有相反 eEDM 灵敏度的两个量子态,达到 QPN 极限并充分利用高计数率和长相干性。