单粒子事件效应

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单粒子事件效应相关的耗材

  • 用于粒子成像测速(PIV)的荧光示踪粒子
    技术指标参数(PDF) 技术手册(PDF)FLUOSTAR荧光颗粒FLUOSTAR 一种封装若丹明B荧光染料微球, 专门优化用于粒子成像测速(PIV)的示踪颗粒 本公司的的FLUOSTAR高分子聚合物微球内部封装了若丹明B荧光染料,在绿色激光如(Nd:YAG,和Nd:YLF)照射下会发出橙色荧光.FLUOSTAR微球具有很高的荧光发射效率,特别适合粒子成像测速(PIV)应用.即使在功率仅有5毫瓦的激光指示笔的照射下,也可观察到微球发射的强烈橙色荧光!!! 最佳应用:单相液体流动多相流工业大尺度流动近壁面边界层流动微尺度流动立体PIV 应用备注:?? 硅树脂制成的脑血管模型内部近壁面流动采用FLUOSTAR荧光示踪粒子 采用普通示踪粒子ticles产品优势???超高荧光亮度适用于工业化大体积测试需求干粉颗粒良好的水溶液分散性良好的水溶液稳定性产品特色中等尺寸分散性均有球体形态光致漂白效应极低极少染料泄漏无膨胀收缩现象优良的机械稳定性指标参数基底材料羧基改性丙烯酸树脂折射率1.560(高分子)适用温度上限最高耐受100摄氏度(高分子 )荧光染料若丹明B(激发波长550nm/荧光发射波长580nm)密度1.1 g/cm3直径15微米(均匀分布球形)尺寸均匀性不超过20% C.V.有效期不短于24个月贮存干燥室温下密封贮存操作注意事项 推荐采用呼吸保护装置和手套?单瓶容量1, 5, 10, 50 g
  • 粒子探测器配件
    粒子探测器配件是全球领先的粒子追踪探测器和粒子追迹探测器,它基于Medipix2/Timepix technology技术的像素探测器,它能够实现零背景噪音成像。 粒子探测器配件数字化单光子计数入射光子或粒子,直接转换成可探测的电信号被进一步处理,这种技术不仅实现零噪音成像,而且实现超高亮度和锐度的图像,非常适合粒子追踪和辐射监测,单光子计数等应用,能够识别3-5keV的辐射粒子或光子。不仅可以识别当个粒子,并且可以区分不同的粒子。 单光子计数模式:当个像素每秒记录高达100000光子数(100000cps).整个探测器的计数能力高达65亿cps,而且能量阈值可以设定。 能量模式(TOT):每个像素测量单个光子能量,非常适合全谱X射线成像和辐射监测,不仅可以对辐射粒子的轨迹成像,还可以测量粒子能量,非常适合辐射监测,因为粒子轨迹的形状对于不同辐射类型而言是独特的,这种技术也颠覆了现在辐射监测的方法。 到达时间模式(TOA)单个像素计算入射时间,非常适合辐射粒子追踪和时间飞行测量。 粒子探测器配件特点 高对比度 高动态范围 无噪音 实时监测 256x256像素单光子计数阵列 传感器面积14.1x14.1mm^2 单个像素55um超大面积 天文学,粒子物理,医学成像,光谱成像,粒子追踪,电子显微镜,无损检测,质谱学,X射线成像,X射线衍射,X射线荧光光谱。
  • TPX3Cam用于纳秒光子时间戳的单光子快速光学相机 (1.6ns时间分辨高速成像光学相机)
    总览荷兰ASI出品的TPX3Cam是一款用于光学光子时间戳的快速光学相机。它基于一种新型硅像素传感器,并结合了Timepix3 ASIC和读出芯片技术,适用于电子、离子或单光子等需要时间分辨成像的各种应用。TPX3Cam可以很容易地集成在桌上型研究装置中,也可以集成在同步加速器或自由电子激光环境中。使用TPX3Cam,可在速度映射成像设备中测量电子和离子。纳秒级的时间分辨率和数据采集速率使我们能够以前所未有的方式进行测量。TPX3Cam能够在400至1000 nm波长范围内以高量子效率同时对超过1000个光子的闪烁光进行成像和时间戳记。它可以在VMI(速度映射成像)装置中高效地记录撞击在MCP(微通道板)上的离子。 MCP耦合到一个快速P47磷光体屏,该屏产生响应离子撞击MCP的闪烁光。TPX3Cam放置在真空之外,能检测来自磷光体屏的闪光。在TPX3Cam中,所有单个像素都可独立工作,且能对伴随发生的' 事件' 进行时间戳记。 这就将成像传感器变成了快速数字转换器阵列,具有并行作用的空间和时间分辨率,因此可以同时记录多个离子种类,允许进行符合测量和协方差分析。 工作波长400-1000nm 技术参数优点光敏硅传感器波长范围:400 - 1000nm每像素的同时检测时间(ToA)和强度(ToT)时间分辨率1.6ns,有效帧率 500 MHz无噪声、数据驱动读数,高达80 Mhits/s (10Gb/s)灵活光学设计 下图:TPX3CAM能够同时对超过1000个光子进行成像和时间标记,在400到1000 nm波长范围内具有高量子效率。它可以在VMI(速度图成像)配置中有效地记录撞击在微通道板上的离子。MCP与快速P47荧光粉耦合,当离子撞击MCP时,该荧光粉会产生闪光。TPX3CAM,放置在真空之外,可以检测荧光粉的闪光。“在TPX3CAM中,所有单个像素都独立工作,能够对‘事件’进行时间标记。这将成像传感器转变成一个快速数化器阵列,具有空间和时间分辨率,同时发挥作用,因此可以同时记录多个离子种类,从而进行重合和协方差分析。"应用离子和电子成像TPX3CAM的应用包括飞行时间质谱中离子的空间和速度图成像;离子和电子的符合成像,以及其他时间分辨成像光谱类型。TPX3CAM能够以1.6 ns的时间分辨率检测离子撞击并对其进行时标记,从而可以同时记录所有碎片离子的离子动量图像。这种单检测器设计简单、灵活,能够进行高度差分测量。右边的图像显示了CH2IBr的离子TOF质谱,该质谱是在德国汉堡同步加速器的闪光光源下,用TimepixCam(TPX3CAM的之前型号)记录的,在强激光脉冲强场电离后,以及每个探测器的图像在TOF光谱中的峰值。单光子成像强化版TPX3CAM可以是单光子敏感的。在这种配置中,检测器与现成的图像增强器结合使用。应用包括宽场时间相关单光子计数成像(TCSPC),磷光寿命成像和任何需要时间分辨单光子成像的应用。 图像(a): 通过TimepixCam获得,TimepixCam是TPX3CAM的前一个模型。图像(b):对于(a)中所示的A1-A4区域,强度是时间的函数(磷光衰减),磷光衰减和拟合的残差具有单指数拟合。 规格传感器材料光敏性增强的硅波长范围400 - 1000 nm探测范围~1000光子/每像素 光学传感器活动区域14.1 x 14.1 mm2类型C型接口成像专用集成电路类型Timepix3像素间隔55 µm像素数量256 x 256阈值数量1吞吐量10 Gb/s 的情况下,高达80 Mhits/s1 Gb/s的情况下,高达15 Mhits/s停滞时间读数停滞时间为0时间分辨率1.6 ns有效帧速率 500 MHz像素击中停滞时间~1 µs读出模式数据驱动,通过每像素ToA和ToT检测同步时间和强度其他参数计算机接口1 Gb/10 Gb外部快门控制 有外部信号时间戳260 ps重量2.2 kg尺寸(长x宽x高)28.8 x 8 x 9 cm冷却空气采集软件Windows/ Linux/Mac的图形用户界面

单粒子事件效应相关的仪器

  • 皮秒单粒子效应模拟装置的英文简称为LSS即Laser Single Particle Simulation的含义. 皮秒脉冲激光光束通过光束整形,剂量能量监测系统,通过显微镜聚焦,投影照明在安装在精密位移平台上的半导体芯片上. 被单脉冲激光照射的半导体芯片上的PN节,由于激光产生的电子-孔穴对的影响,其效果类似于在外太空半导体芯片 遭受高能宇宙射线照射的效果. 在这种情况下,集成电路的底层基础结构例如双稳态电路可能会发生效. 造成继承电路功能的全部或部分实效或错误. 这样就可以用激光脉冲光束来模拟高能宇宙射线对继承电路的实效破坏机制. 从而有针对性地采取防护设计. 提高集成电路在外太空环境下工作的可靠性和安全性能.?
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  • We offer custom SEE laser testing solutions:Single photonTwo photonsSelection of Pico and Femto second lasersShortwave 900nm to 1700nm and Visible imaging systemMicroscope objective choices 200X, 100X, 50X 20XAdditional Features:High accuracy X-Y-Z motorized stages ( nm resolution) 50mm travel XYZ, 0.1micron resolution Joystick for X-YTilt stat ( 3 rotation axes) manual micrometer or motorizedProtective enclosureDual microscope objective top and bottom (optional)Replace Synchrotron beam-line time and high costFor space, military, aerospace, Railways, Automotive, AvionicApplications:SEU: Single Event UpsetSET: Single Event TransientSEL: Single Event Latch-upSEGR: Single Event Gate RuptureSEB: Single Event BurnoutSEGR: Single Event Gate RuptureSEFI: Single Event Functional InterruptSingle‐Event Effect (SEE): Any measurable or observable change in state or performance of a microelectronic device, component, subsystem, or system (digital or analog) resulting from a single energetic particle strike.Single‐Event Transient (SET): A soft error caused by the transient signal induced by a single energetic particle strike.Single‐Event Latch‐up (SEL): An abnormal high‐current state in a device caused by the passage of a single energetic particle through sensitive regions of the device structure and resulting in the loss of device functionality. SEL may cause permanent damage to the device. If the device is not permanently damaged, power cycling of the device (off and back on) is necessary to restore normal operation. An example of SEL in a CMOS device is when the passage of a single particle induces the creation of parasitic bipolar (p‐n‐p‐n) shorting of power to ground. Single‐Event Latch‐up (SEL) cross‐section: the number of events per unit fluence. For chip SEL cross‐section, the dimensions are cm2 per chip. If the charge generated by a single high LET particle is collected by a single high LET particle is collected by a sensitive node of the device or circuit, and this charge is larger than the critical charge required to start an anomalous behaviour an effect singe even effect, may be seen affecting the electrical performance of the device or circuit such as soft errors or hard destructive errors. Space systems often require electronics that can operate in a high-radiation environment. This radiation may result from particles trapped in planetary magnetic fields (e.g., the Van Allen belts which affect Earth-orbiting satellites or the intense radiation fields of Jupiter and its moons), galactic cosmic rays, or high-energy protons from solar events. At low Earth orbit, an integrated circuit may be exposed to a few kilorads of radiation over its useful lifetime, while at orbits in the middle of the Van Allen belts, exposure levels may increase to several hundred kilorads or more. In addition to the natural space environment, military satellites must be able to survive transient bursts of radiation resulting from a hostile nuclear explosion. To achieve these higher levels, radiation-hardened integrated circuits are required. In general, these circuits are fabricated using specialized processes and designs that increase their tolerance to ionizing radiation by several orders of magnitude. Semiconductor FailuresThe primary effects of natural space radiation on spacecraft electronics are total ionizing dose (TID) and single event effects (SEE). TID creates bulk-oxide and an interface-trap charge that reduces transistor gain and shifts the operating properties (e.g., threshold voltage) of semiconductor devices. TID accumulation will cause a device to fail if (1) the transistor threshold voltage shifts far enough to cause a circuit malfunction, (2) the device fails to operate at the required frequency, and/or (3) electrical isolation between devices is lost. SEE occurs when a cosmic ray or other very high-energy particle impinges on a device. The particle generates a dense track of electron-hole pairs as it passes through the semiconductor, and those free carriers are collected at doping junctions. The net effect is that the circuit is perturbed and may lose data (called a single-event upset or SEU). The passage of a sufficiently energetic particle through a critical device region can even lead to permanent failure of an IC due to single-particle-event latchup (SEL), burnout, or dielectric/gate rupture. In general, components that exhibit SEL are not acceptable for space applications unless the latchup can be detected and mitigated. Burnout and gate rupture are especially problematic for high-voltage and/or high-current electronics associated with space-borne power supplies. SEE have become an increasing concern as ICs begin to use smaller device geometries and lower operating voltages, leading to reduced nodal capacitance and charge stored on circuit nodes. In addition to these primary effects, displacement damage effects caused by high-energy protons and electrons can reduce mission lifetimes due to long-term damage to CCDs, optoelectronics, and solar cells.Radiation ProtectionRadiation-hardened technology is often characterized as technology in which the manufacturer has taken specific steps (i.e., controls) in materials, process, and design to improve the radiation hardness of a commercial technology. Consider the case of CMOS technology, whose low power and voltage requirements make it a popular candidate for space applications. The most likely failure mechanism for CMOS devices resulting from TID is a loss of isolation caused by parasitic leakage paths between the source and drain of the device. For improved TID hardness, changes in the isolation structure may be required, e.g., a heavily-doped region or "guardband" can be formed by ion implantation that effectively shuts off radiation-induced parasitic leakage paths. In addition, a low thermal budget and minimum hydrogen during processing has been found to improve TID hardness. The use of oversized transistors and feedback resistors, capacitors, or transistors can be implemented for improved SEE immunity. For improved latchup and transient immunity, the change can sometimes be as simple as use of a thin epitaxial substrate. SOI technology that employs an active device layer built on an insulating substrate can (with proper design) provide significant improvement in SEE and transient tolerance. There are also several design approaches that can be used to increase radiation hardness. One global design change is the conversion of dynamic circuitry to full static operation, thereby placing data in a more stable configuration that is less susceptible to the perturbing effects of radiation. For TID, n-channel transistors can be designed in "closed" geometry that shuts off parasitic leakage paths. For SEU, memory cells with additional transistors can provide redundancy and error-correction coding (ECC) to identify and correct errors. Design approaches for improved radiation hardness generally result in a performance and layout area penalty. Unless specific steps such as these are taken during the design and manufacture of a device, radiation hardness levels are typically low and variable.Non-Hardened TooUnhardened, commercial CMOS circuits are typically able to withstand TID levels in the range from 5 to 30 kilorads at space-like dose rates. (The commonly used unit of TID is the rad, i.e.,radiation absorbed dose. One rad is equal to an adsorbed energy of 100 ergs per gram of material.) However, there are many space missions in which commercial CMOS technology may be used. In these missions (e.g., low Earth orbit), the spacecraft may be exposed to only a few kilorads of TID during its lifetime. As an example, Space Station Freedom may require integrated circuits with hardening requirements ranging from a few to 20 kilorads depending on platform location. In these applications, shielding and careful screening of technology (to take advantage of annealing in the space environment) enables the use of some unhardened, commercial technology. Historically, bipolar circuits have been very tolerant to total ionizing dose. Recently, major advances in bipolar technology have been due, in part, to the introduction of "recessed oxides." The recessed oxide lateral dielectric isolation acts as a diffusion stop, and minimizes junction capacitances. Thus, recessed oxides allow much smaller feature size, increased packing density, and higher speed. However, when irradiated, several parasitic leakage paths can be formed including buried layer to buried layer channeling, collector to emitter channeling on wallin: 0px "Single photonTwo-photonScreening devices with different designs in the same technology node for SEU-MBU+++(+)Accurate SEU cross section vs LET measurement for a memory device+++++Obtain 3D view of charge collection volumes++
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  • We offer custom SEE laser testing solutions:Single photonTwo photonsSelection of Pico and Femto second lasersShortwave 900nm to 1700nm and Visible imaging systemMicroscope objective choices 200X, 100X, 50X 20XAdditional Features:High accuracy X-Y-Z motorized stages ( nm resolution) 50mm travel XYZ, 0.1micron resolution Joystick for X-YTilt stat ( 3 rotation axes) manual micrometer or motorizedProtective enclosureDual microscope objective top and bottom (optional)Replace Synchrotron beam-line time and high costFor space, military, aerospace, Railways, Automotive, AvionicApplications:SEU: Single Event UpsetSET: Single Event TransientSEL: Single Event Latch-upSEGR: Single Event Gate RuptureSEB: Single Event BurnoutSEGR: Single Event Gate RuptureSEFI: Single Event Functional InterruptSingle‐Event Effect (SEE): Any measurable or observable change in state or performance of a microelectronic device, component, subsystem, or system (digital or analog) resulting from a single energetic particle strike.Single‐Event Transient (SET): A soft error caused by the transient signal induced by a single energetic particle strike.Single‐Event Latch‐up (SEL): An abnormal high‐current state in a device caused by the passage of a single energetic particle through sensitive regions of the device structure and resulting in the loss of device functionality. SEL may cause permanent damage to the device. If the device is not permanently damaged, power cycling of the device (off and back on) is necessary to restore normal operation. An example of SEL in a CMOS device is when the passage of a single particle induces the creation of parasitic bipolar (p‐n‐p‐n) shorting of power to ground. Single‐Event Latch‐up (SEL) cross‐section: the number of events per unit fluence. For chip SEL cross‐section, the dimensions are cm2 per chip. If the charge generated by a single high LET particle is collected by a single high LET particle is collected by a sensitive node of the device or circuit, and this charge is larger than the critical charge required to start an anomalous behaviour an effect singe even effect, may be seen affecting the electrical performance of the device or circuit such as soft errors or hard destructive errors. Space systems often require electronics that can operate in a high-radiation environment. This radiation may result from particles trapped in planetary magnetic fields (e.g., the Van Allen belts which affect Earth-orbiting satellites or the intense radiation fields of Jupiter and its moons), galactic cosmic rays, or high-energy protons from solar events. At low Earth orbit, an integrated circuit may be exposed to a few kilorads of radiation over its useful lifetime, while at orbits in the middle of the Van Allen belts, exposure levels may increase to several hundred kilorads or more. In addition to the natural space environment, military satellites must be able to survive transient bursts of radiation resulting from a hostile nuclear explosion. To achieve these higher levels, radiation-hardened integrated circuits are required. In general, these circuits are fabricated using specialized processes and designs that increase their tolerance to ionizing radiation by several orders of magnitude. Semiconductor FailuresThe primary effects of natural space radiation on spacecraft electronics are total ionizing dose (TID) and single event effects (SEE). TID creates bulk-oxide and an interface-trap charge that reduces transistor gain and shifts the operating properties (e.g., threshold voltage) of semiconductor devices. TID accumulation will cause a device to fail if (1) the transistor threshold voltage shifts far enough to cause a circuit malfunction, (2) the device fails to operate at the required frequency, and/or (3) electrical isolation between devices is lost. SEE occurs when a cosmic ray or other very high-energy particle impinges on a device. The particle generates a dense track of electron-hole pairs as it passes through the semiconductor, and those free carriers are collected at doping junctions. The net effect is that the circuit is perturbed and may lose data (called a single-event upset or SEU). The passage of a sufficiently energetic particle through a critical device region can even lead to permanent failure of an IC due to single-particle-event latchup (SEL), burnout, or dielectric/gate rupture. In general, components that exhibit SEL are not acceptable for space applications unless the latchup can be detected and mitigated. Burnout and gate rupture are especially problematic for high-voltage and/or high-current electronics associated with space-borne power supplies. SEE have become an increasing concern as ICs begin to use smaller device geometries and lower operating voltages, leading to reduced nodal capacitance and charge stored on circuit nodes. In addition to these primary effects, displacement damage effects caused by high-energy protons and electrons can reduce mission lifetimes due to long-term damage to CCDs, optoelectronics, and solar cells.Radiation ProtectionRadiation-hardened technology is often characterized as technology in which the manufacturer has taken specific steps (i.e., controls) in materials, process, and design to improve the radiation hardness of a commercial technology. Consider the case of CMOS technology, whose low power and voltage requirements make it a popular candidate for space applications. The most likely failure mechanism for CMOS devices resulting from TID is a loss of isolation caused by parasitic leakage paths between the source and drain of the device. For improved TID hardness, changes in the isolation structure may be required, e.g., a heavily-doped region or "guardband" can be formed by ion implantation that effectively shuts off radiation-induced parasitic leakage paths. In addition, a low thermal budget and minimum hydrogen during processing has been found to improve TID hardness. The use of oversized transistors and feedback resistors, capacitors, or transistors can be implemented for improved SEE immunity. For improved latchup and transient immunity, the change can sometimes be as simple as use of a thinepitaxial substrate. SOI technology that employs an active device layer built on an insulating substrate can (with proper design) provide significant improvement in SEE and transient tolerance. There are also several design approaches that can be used to increase radiation hardness. One global design change is the conversion of dynamic circuitry to full static operation, thereby placing data in a more stable configuration that is less susceptible to the perturbing effects of radiation. For TID, n-channel transistors can be designed in "closed" geometry that shuts off parasitic leakage paths. For SEU, memory cells with additional transistors can provide redundancy and error-correction coding (ECC) to identify and correct errors. Design approaches for improved radiation hardness generally result in a performance and layout area penalty. Unless specific steps such as these are taken during the design and manufacture of a device, radiation hardness levels are typically low and variable.Non-Hardened Too What should I use for:Heavy ionsLaserSingle photonTwo-photonScreening devices with different designs in the same technology node for SEU-MBU+++(+)Accurate SEU cross section vs LET measurement for a memory device++Testing fault-tolerant system level solutions++++Analyzing deep charge collection mechanisms++(++)Mapping SEL sensitive area of a flip-chip device+++Validating an SEL-free design+++Studying rare SEFI events in a recent digital devices++++Validating the radiation hardening efficiency of a design update
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单粒子事件效应相关的试剂

单粒子事件效应相关的方案

  • 商用铁电存储器(FRAM)单粒子事件效应及应用中子诱导位移破坏的缓解技术
    采用立陶宛Ekspla公司的PL2210型脉冲皮秒激光器做光源。通过SPELS公司的单粒子事件模拟测试系统。对商用铁电存储器(FRAM)单粒子事件效应及应用中子诱导位移破坏的缓解技术进行了实验研究。
  • 单粒子-ICPMS分析血中金和银纳米粒子
    纳米技术及其潜在应用在临床研究中的快速发展,引起了纳米粒子(NPs)对人类健康方面负面影响的顾虑。小尺寸的纳米粒子由于其单位体积里具有更大的表面积而意味着具有增强的反应性。在这种属性可以加强预期效果的同时,也有引入新的、未知的有害的影响的可能性。两种金属纳米粒子--金和银粒子,金粒子由于其具有高化学稳定性、易于控制颗粒大小和实现表面功能化被广泛应用于研究,银粒子具有抗菌效果经常被用于伤口灭菌、医学部件和假体涂层,以及商品化的纺织品、化妆品和日用商品2。由此,越来越多的银纳米粒子将经过绷带或医疗部件被引入开放性创口,直至迁移进入血液循环系统。近期的论文已经开始考虑纳米粒子被暴露性接触的器官直接吸收,并经由血液系统至第二级器官,例如中枢神经系统,可能影响到胚胎神经前驱细胞的生长特性3。因此,科研人员需要检测和测量血中纳米粒子的分析方法。本文研究了单粒子ICP-MS(SP-ICP-MS)测定血中金和银纳米粒子的分析能力。
  • 定量评价纳米颗粒的溶解动力学--利用单粒子质谱进行纳米银的研究
    通过准确获取应用于工程新型材料纳米颗粒的环境行为和颗粒大小、溶解率、颗粒团聚以及与样品基体的相互作用的准确数据来对这些新材料可能对环境健康造成危险的情况进行适当的描述。单粒子质谱技术的突破给自然生态系统对ppb级(ng/L)浓度纳米颗粒对环境影响的研究带来非常大的便利。本文使用syngistix™ 纳米应用模块颗粒测量/检测和自动数据处理,传输效率的测定(即颗粒的检测,在溶液百分比)是关键使用校准时确定ENP规模的基础上溶解标准。为了避免重合(即两个粒子在相同的脉冲被检测到),调整粒子浓度,使得在60s的检测时间内不多于1500个粒子被采集。溶解电势不同可能是区分粒子溶解过程和离子溶解过程的一个关键因素。这项研究在表明在各种各样交宽泛的条件下可以通过SP-ICP-MS定量计算Ag粒子的溶解率是可行的。而该方法在只有有限的方法可直接应用于水样的分析,特别是还要考虑ENP预期的溶解情况下显得尤为重要

单粒子事件效应相关的论坛

  • 【转帖】宇宙飞弹:天体物理学中的高能粒子

    序   1992年,有一个人类知道的飞行最快的物体打到犹他州上空25千米的地球大气层上。它击中地球大气层时的运动速度是光速的百分之99.999,999,999,999,999,999,999,对于平常物体而言,这是有可能达到的最快速度。这个所谈到的物体就是宇宙射线,更准确地说是一颗宇宙粒子。它的本性和起源仍是个谜,但它却是从宇宙空间连绵不断降落到地球上的无数粒子之一。   20世纪的物理学建立在两个深奥而强大的理论基础之上:相对论和量子力学。前者是关于空间和时间的理论,当物体速度接近光速时,各种奇异的效应就完全显示出来。后者是关于物质的理论,所显示的效应甚至比相对论更古怪,不过主要表现在原子和亚原子的尺度上。由于宇宙射线是以非常接近光速运动的亚原子粒子,所以它把现代物理学的这两个基本理论的全部特色结合进一个单一实体。因此,在这人类认识到的物理实在的两个最基本方面的交叉点上,我们期待着能看到全新的甚或完全不同寻常的各种现象的活动。   天文学也许是最大众化的科学。如今,大家常常听到谈论黑洞、类星体和脉冲星。人们都听到过宇宙起始于一次大爆炸,而且报纸上定期展示给我们从哈勃空间望远镜发回的图片。可是,科学界以外的公众对宇宙射线却几乎什么也不知道,尽管实际上宇宙射线的产物每时每刻都在穿过我们的身体,对宇航员和甚至空中航线上的旅客可能是一种严重的致癌危险。   基本粒子物理学成为另一个颇具魅力的科学分支有其自身的合理性。例如Lep(设置在日内瓦附近的CERN实验室)的巨型加速器使亚原子碎片在周长许多千米的环形管道中运转。这些技术上的巨人创造着宇宙大爆炸刚发生后通常会有的物理条件。它们的建造和运行须耗费数十亿美元,对它们进行操作需要科学家和工程师们组成的真正意义上的大军。

  • 科学家解析“上帝粒子” 或可进行时间旅行

    科学家解析“上帝粒子” 或可进行时间旅行

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207051142_375967_1644522_3.jpg欧核中心的结果是否是最后的发现? http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207051142_375968_1644522_3.jpg“上帝粒子”与上帝无关 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207051144_375969_1644522_3.jpg“上帝粒子”或是个大家庭 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207051144_375970_1644522_3.jpg“上帝”是否讨厌“上帝粒子” http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207051146_375971_1644522_3.jpg曾被怀疑可进行时空旅行的“上帝粒子” http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207051147_375972_1644522_3.jpg成为明星的“希格斯玻色子” 腾讯科技讯(Everett/编译)据国外媒体报道,2012年7月3日,似乎今天的人们都在为着同一样事件而等待,被喻为“上帝粒子”的希格斯玻色子让全世界为之疯狂。随着我们越来越接近这个神秘的基本粒子,在探索“上帝粒子”的过程中,一直不缺少关于该粒子的神话、谣言,而对于粒子物理学家而言,这项发现任务仅是至始至终的数学与理论模型。 在本周,欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)工作的物理学家们正在不懈地筹备一次大公告,这是否是我们一直等待的历史性时刻呢?在经典的量子物理模型中,百分之百的确认事件似乎将不太可能发生。当我们正在等待极为珍贵的“5西格玛”结果时,已经有了一些关于神秘的“上帝粒子”奇特的故事。自从大型强子对撞机的超导磁铁加速运转起来之后,“上帝粒子”古怪的行为已经被我们所认识、所困惑。 需要说明的是,寻找希格斯玻色子与“上帝”之间并不处在关联,希格斯也不是一个堪称“神圣”的事物,它由物理学家彼得·希格斯的名字命名,是一种自旋为零的基本粒子,并赋予了宇宙中物质的质量。因此,由于该粒子在标准模型中的地位,让我们认识到其中存在惊人的规律。 诺贝尔奖得主利昂·M·莱德曼(Leon M. Lederman)与科普作家迪克·特雷西(Dick Teresi)在1993年出版的书籍《上帝粒子:如果宇宙是答案,那什么才是问题?》中提到了令人难以捉摸的希格斯玻色子之谜。此后,主流媒体抓住了这个十分特别的名称,如同物理学家们努力寻找一个能解答宇宙终极规律的万能公式。虽然希格斯玻色子与上帝之间并不存在联系,但它却是宇宙万物的质量之源,是揭开宇宙中所有物质质量的关键步骤。 在2010年,美国费米国家实验室的万亿电子伏特加速器(Tevatron)工作的粒子物理学家提出了一个有趣的命题:希格斯玻色子是否还具有五种不同的类型,如果存在那么我们该如何命名它们呢?既然是被喻为“上帝粒子”,那么也许还有其他“孪生兄弟”粒子。该理论也被称为双希格斯子二重态模型(2HDM),暗示了宇宙中存在着更多希格斯玻色子,本项实验由费米实验室万亿电子伏粒子对撞机完成。但实验结果却令任何一个粒子物理学家感到惊讶,宇宙中可能不至存在一种希格斯粒子。 根据美国探索发现栏目工作人员詹妮弗(Jennifer Ouellette)调查,我们似乎对“上帝粒子”存在着潜在影响误解,许多物理学家认为“上帝粒子”不适合用于描述希格斯玻色子。费米实验室的科学家利昂·M·莱德曼在十多年前提出的这一词汇一直在此后的岁月中“误导”着一些人们,比如思想物理学家试图证明或者证伪与“上帝”存在有关的命题。如果希格斯玻色子是“上帝粒子”,那么许多粒子物理学家则是信奉多神教的人,因为希格斯玻色子可能不只一种。 从希格斯玻色子被提出到现在的发现成果看,该粒子在相当长的时间内逃避我们的探测,使得一些科学家们认为这是一个疯狂的发现之旅。在2009年,一位物理学家发表了一篇讲述为什么希格斯玻色子很难寻找的论文,其结果认为上帝讨厌希格斯玻色子的存在。 总的来说,该理论显得有些诡异,在希格斯玻色子被对撞机创造出来时,可发出特殊的传输信号,并在被探测器捕捉到之前却将加速器的信号磨灭了。因此,上帝并不想看到“上帝粒子”被人类所发现。而物理学家所希望的是通过对撞机实验发现“上帝粒子”所在的能量区间。 在1994年的科幻电影《时空特警》中,影片中的刺客进行了时间旅行,就如同回到过去的杀手将你的祖父杀死,而希格斯玻色子似乎被赋予类似的功能,甚至可进行时间旅行,在对撞机将其创造出来时它就进行了时间旅行,扼杀了向真实世界信号的发送。该情节酷似《时空特警》的续集。 根据范德比尔特大学理论物理学家汤姆·维勒(Tom Weiler)等介绍:“进行时间旅行的希格斯玻色子可能不会违背任何物理定律,基于该理论的希格斯粒子还会在同一时间形成一个被称为‘希格斯态’的粒子,可利用第五维时空进行时间旅行并回到过去。”根据相关研究人员的计算,这些“希格斯态”粒子的信号被送回到过去的某个时间上,因此该理论曾经被用于解释所有类型的“怪异的鬼把戏”。 对于“希格斯玻色子”成为一个类似名人效应的事物已经不不足为奇,尽管大多数的民众并不了解希格斯玻色子是何物,但这个曾经被假设的粒子显然更受到欢迎。有关“上帝粒子”的神话往往比真相来得更加夸张,并传出了似是而非的说法和传闻。而在欧洲核子研究中心宣布最新发现之际,该粒子已完全成为了世界的焦点。

  • 磁性纳米粒子在生物医学方面的应用

    磁性纳米粒子/磁性纳米颗粒(Magnetic Nanoparticles, MNPs)是近年来发展迅速且极具应用价值的新型材料,在现代科学的众多领域如生物医药、磁流体、催化作用、核磁共振成像、数据储存和环境保护等得到越来越广泛的应用。 在科学家、工程师、化学家和物理学家的共同努力下,纳米技术使得生命科学和健康医疗领域在分子和细胞水平上取得很大的进展。磁性纳米粒子是纳米级的颗粒,一般由铁、钴、镍等金属氧化物组成的磁性内核及包裹在磁性内核外的高分子聚合物/硅/羟基磷灰石壳层组成。最常见的核层由具有超顺磁或铁磁性质的Fe3O4或γ-Fe2O3制成,具有磁导向性(靶向性),在外加磁场作用下,可实现定向移动,方便定位和与介质分离。最常见的壳层由高分子聚合物组成,壳层上偶联的活性基团可与多种生物分子结合,如蛋白质、酶、抗原、抗体、核酸等,从而实现其功能化。因此磁性纳米粒子兼具磁性粒子和高分子粒子的特性,具备磁导向性、生物兼容性、小尺寸效应、表面效应、活性基团和一定的生物医学功能。 由于其独特的物理、化学特性,磁性纳米粒子可以简化繁琐复杂的传统实验方法,缩短实验时间,是一种新型的高效率的试剂。目前,磁性纳米粒子在生物医药方面主要应用在磁性分离、磁性转染、核酸/蛋白质/病毒/细菌等的检测、免疫分析、磁性药物靶向、肿瘤热疗、核磁共振成像和传感器等。下文将具体介绍磁性纳米粒子的性质及在生物医学领域的主要应用, 并列出对应于不同应用的具体产品。 磁性纳米粒子的性质 磁性纳米粒子有一系列独特而优越的物理和化学性质。随着合成技术的发展,已成功生产出一系列形状可控、稳定性好、单分散的磁性纳米粒子。磁性纳米粒子具有的磁性使其易于进行富集和分离,或进行定向移动定位。磁效应由具有质量和电荷的颗粒运动形成。这些颗粒包括电子、质子、带正电和负电的离子等。带电颗粒旋转产生磁偶极,即磁子。磁畴指一个体积的铁磁材料中所有磁子在交换力的作用下以同一方向排列。这个概念将铁磁与顺磁区别开来。铁磁性材料有自发磁化强度,在无外加磁场时,也具有磁性。铁磁材料的磁畴结构决定磁性行为对尺寸大小的依赖性。当铁磁材料的体积低于某个临界值时,即成为单磁畴。这个临界值与材料的本征属性有关,一般在几十纳米左右。极小颗粒的磁性来源于基于铁磁材料磁畴结构的尺寸效应。这个结论的假设是铁磁颗粒在具有最低自由能的状态对小于某个临界值的颗粒有均匀的磁性,而对较大颗粒的磁性不均匀。前者较小颗粒称为单磁畴颗粒,后者较大的颗粒称为多磁畴颗粒。当单磁畴颗粒的直径比临界值更进一步降低,矫顽力变成零,这样的颗粒即成为超顺磁。超顺磁由热效应造成。超顺磁纳米粒子在外加磁场作用下具有磁性,而在外加磁场移除后不具有磁性。在生物体内,超顺磁颗粒只在有外加磁场时具有磁性,这使得它们在生物体内环境中具有独特优点。铁、钴、镍等晶体材料都有铁磁性,但由于氧化铁磁铁(Fe3O4)是地球上天然矿物中最具磁性的,且生物安全性高(钴和镍等材料具有生物毒性),因而在多种生物医学应用中,超顺磁形式的氧化铁磁性纳米粒子最常见。 铁磁流体(磁流体)是在外加磁场作用下变得具有很强磁性的液体,它是既具有磁性又具有流动性的新型功能材料。铁磁流体是由纳米级的铁磁或亚铁磁构成的胶体溶液,颗粒悬浮于载体溶液中,载体溶液通常为有机溶剂或水。纳米颗粒完全被表面活性剂包裹以防止聚合成团。铁磁流体通常在无外加磁场时不保持磁性,因而被归类为超顺磁。铁磁流体中的纳米粒子在正常条件下由于热运动不发生沉降。 球形颗粒的磁性纳米粒子的比表面积(表面积与体积之比)与直径成反比。对于直径小于0.1um的颗粒,其表面原子的百分数急剧增大,此时表面效应显著。颗粒直径减小,比表面积显著增大,同时表面原子数迅速增加。当粒径为1nm时表面原子数为完整晶粒原子总数的99%,此时构成纳米粒子的几乎所有原子都分布在表面上,在表面原子周围形成很多悬空键,具有不饱和性,易与其他原子结合形成稳定结构,表现出高化学活性。因此,固定目标分子/原子效率高。[font='

单粒子事件效应相关的资料

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  • 用单粒子ICP-MS对废水中的银纳米颗粒的分析测量
    “纳米银”是“银纳米颗粒”的简称或俗称,指由银原子组成的颗粒,其粒径通常在1~100nm范围。银材料表面具有抑菌性质早已为人熟知,其机理是位于材料表面的银原子可以被环境中的氧气缓慢氧化,释放出游离的银离子(Ag+),这些银离子通过与细菌壁上巯基结合,阻断细菌的呼吸链,最终杀死附着在材料表面的细菌。由于纳米颗粒的小尺寸效应和表面效应,随着颗粒尺寸的减小,纳米银的表面原子数与其内部原子数的比例急速升高,最终导致其银离子的释放速率显著增高,杀菌效果更加显著。利用纳米银抑菌特性的各种产品,包括纺织品、化妆品、药品等,以及其他工业产品,越来越多的研发并被投入使用。这些纳米银最终将会进入到环境中,对生态环境和生物健康产生影响。快速地检测和表征在各种不同的环境基体下的纳米粒子的技术手段因此显得极为必要,而珀金埃尔默公司的单颗粒ICP-MS技术则可以很好的应对这项挑战。本实验带您了解不同的废水中,单颗粒ICP-MS测定纳米银的能力。样品水样:是从加拿大魁北克省蒙特利尔附近的污水处理厂抽取。废水:是经过污水处理厂最终处理后排放到河里的废水,在二级沉降池后收集。混合溶液:经过生物处理后离开曝气池,到达二级沉降池处理悬浮物和沉积物的废水,从二级曝气池收集。海藻酸盐:一种在废水中可以检测到并由废水中溶解性有机碳组成的ppm级多糖。海藻酸盐溶液被用作于比较废水样品的一个已知的控制和替代物。用去离子水溶解从褐藻提取的海藻酸钠(Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA)配制成浓度为6ppm的海藻酸盐溶液,并震荡一个小时。实验平均粒径为67.8±7.6nm的用PVP包裹的Ag ENPs标准品(用TEM定值,nanoComposix™ Inc., San Diego, California, USA),加入10mL到所有样品中,使浓度为10ppb(5,000,000粒/mL)。样品用去离子水稀释10-1000倍,测试前超声5分钟。所有样品一式三份。使用PerkinElmer NexION® 300D/350D ICP-MS进行分析,采用SP-ICP-MS模式,在Syngistix™ 软件纳米分析模块下进行。实验参数如表1所示。实验结果图1显示了0.1ppb(50,000粒/mL)Ag ENPs标准品的粒径分布,相当于66.1±0.1nm的平均粒径,浓度为52,302±2102粒/mL。对粒径的测试结果和TEM定值的一致性表明海藻酸盐基并不影响测量精度。图1:在6ppm海藻酸盐溶液中的Ag的粒径分布在确定海藻酸盐溶液技术的准确度的基础上,排放废水和混合溶液样品进行下一步的测量。图2和图3显示了废水和混合溶液各自的粒径分布。分析前样品稀释100倍,表2显示了粒径大小和颗粒浓度的测试结果。另外,平均粒径与证书标称值一致,颗粒浓度接近计算值,表明没有废水基体会影响测量结果。这些结果表明,可以准确测量在废水样品中的Ag ENPs。图2:稀释100倍废水中Ag的粒径分布图3:稀释100倍的混合溶液中Ag的粒径分布结论实验证明SP-ICP-MS具有准确测试三种不同类型废水样品中的银纳米粒子的能力。虽然废水基体很复杂,但是它们不会抑制SP-ICP-MS准确测量粒径和纳米粒子浓度的能力。想要了解更多详情,请扫描二维码下载完整的应用报告。
  • 【网络讲堂参会邀请】如何沉积纳米粒子 ——纳米粒子单层膜沉积实用指南
    如何沉积纳米粒子——纳米粒子单层膜沉积实用指南 纳米颗粒的二维致密单层膜沉积是多种技术和科学研究的基础。例如,纳米粒子单层膜可以作为传感器上的功能层,也可以用来生产用于纳米球光刻的胶体掩模。但是,怎样才能高效、可靠地得到具有三维自由度的纳米颗粒溶液,并将这些颗粒限制在横跨大基底的(二维)单层中呢?传统的纳米颗粒沉积技术纳米颗粒沉积技术种类繁多。一些相对简单和快速的方法包括溶剂蒸发、浸渍镀膜和旋涂镀膜。然而,这些技术可能会浪费大量的纳米颗粒,并且无法有效控制纳米颗粒的密度和配位结构。溶剂蒸发溶剂蒸发容易产生所谓的咖啡渍圈环效应,这种效应是由马朗戈尼流动引起的。这将导致不均匀沉积,中心的纳米粒子沉积稀疏,而边缘则形成多层纳米粒子沉积。 浸渍镀膜另一方面,如果只是用纳米粒子覆盖基底,浸渍镀膜将是一种很好的技术。然而,使用这种方法沉积纳米颗粒单分子层是非常具有挑战性的。同时,浸渍镀膜需要大量的纳米颗粒,这在处理昂贵纳米颗粒材料时将成为一个大的限制因素。 旋涂镀膜旋涂镀膜也是一种很有吸引力的方法,因为它易于规模化放大,而且在半导体工业中是一种众所周知的技术。然而,使用这种方法,薄膜的质量和多个工艺参数紧密相关,如:自旋加速度、速度、纳米颗粒的大小、基材的润湿性和所用溶剂。这使得对薄膜属性的精确控制变得非常困难。而且,一般旋涂镀膜需要大量的纳米颗粒溶液。 气液界面的单层镀膜在这里,气液界面沉积纳米颗粒单层提供了一种高度可控的沉积方法,可以将其沉积在几乎任何基底上。纳米颗粒被限制在气液界面,界面面积逐渐减小,使得纳米颗粒更加紧密地聚集在一起,从而可以实现控制沉积密度的目的,因为单位区域面积沉积的纳米颗粒的数量很容易计算,这样对纳米颗粒的需求量就会大大降低。 单层薄膜形成后,可以通过简单的上下提拉基底即可将界面上的薄膜转移到基底上。 在线网络研讨会报名如果您对如何制备纳米颗粒单分子膜感兴趣,想获取更多这方面的知识,请报名参加由伦敦大学学院的Alaric Taylor博士举办的题为“纳米颗粒单分子层薄膜沉积实用指南”的网络研讨会。报告人Alaric Taylor简介:Alaric Taylor博士是伦敦大学学院工程和物理科学研究委员会(EPSRC)研究员,他在纳米光子材料的制造,尤其是通过在气-液界面开发胶体单层自组装方面有很高的造诣。 报告内容:? 详细讲解纳米颗粒沉积的具体操作? 指出需要注意的事情? 讲述纳米颗粒沉积的技巧 报告时间:2018年9月13日下午3:00(北京时间)报名联系:如需参会,请填好下列表格中的信息发送至,邮箱:lauren.li@biolinscientific.com;姓名单位邮箱电话特别提醒:因为可能会涉及电脑、系统、耳机等调试问题,建议大家提前5-10分钟进入链接。
  • 飞行时间质谱探测到高空冰云内生物粒子
    据物理学家组织网报道,一支由美国加利福尼亚州大学圣地亚哥分校挂帅的大气化学研究员小组向被视为的气候变化学的“圣杯”又迈进了一步:在研究过程中,他们首次直接探测到了冰云内部的生物粒子。   研究小组由大气化学教授金姆普拉瑟(Kim Prather)的博士生克里普拉特(Kerri Pratt)领导,普拉瑟任职于斯克里普斯海洋学研究所以及加州大学圣地亚哥分校的化学与生物化学系。2007年秋季,研究小组搭乘一架飞机穿过怀俄明州上空的云层,在高速飞行的情况下,提取了水滴和冰晶残余样本。   对冰晶进行的分析显示,它们几乎完全由尘埃或包括细菌、真菌孢子和植物材料在内的生物粒子构成。长久以来科学家便知道,微生物或微生物的某些部分可进入空中并借助空气传播这种方式进行长途旅行。但在直接获得有关其参与云冰形成过程的现场数据方面,这项研究还是第一次。   普拉特领导的研究小组进行的层状云内冰实验(以下简称ICE-L)获得美国国家科学基金会以及国家大气研究中心的资助。实验结果刊登在5月17日的在线版《自然地球科学》杂志上。普拉特说:“如果我们了解使云集结的粒子来源及其丰富程度,我们便能确定不同来源对气候的影响。”   当时,研究人员搭乘由国家大气研究中心操作的一架装有特殊仪器的C-130飞机飞越怀俄明州上空,并在飞行过程中对研究对象进行观测。借助这架飞机,斯克里普斯海洋学研究所领导的研究人员第一次直接探测到了云中靠空气传播的细菌,探测结果同样刊登在5月17日的在线版《自然地球科学》杂志上。   靠空气传播的微小粒子——浮质对云形成的影响是有关天气和气候问题中科学家最难理解的部分。在气候变化学领域,很多预测均来源于有关气候现象的电脑模拟,而在通过建模对未来气候进行预测时,浮质对云形成的影响则是科学家眼中最不确定的因素。   国家科学基金会大气学分部的安妮-玛丽娜斯库莫尔特纳(Anne-Marine Schmoltner)表示:“通过从飞机上对云进行实时取样,这些研究人员能够获得有关云中冰粒子细节空前的信息。通过确定单个冰粒子核心的化学成分,他们得出惊人发现——矿物质尘埃和生物粒子在云形成过程中扮演了重要角色。”   浮质包括尘埃、烟灰、海盐以及有机材料,其中一些的传播距离可达到数千英里。浮质形成了云的“骨架”。在这些凝结核周围,大气中的水和冰不断液化和成长,最后形成降水。科学家一直试图了解这一过程,原因很简单:云在冷却空气和影响地区性降水过程中扮演了至关重要的因素。   ICE-L第一次利用飞机部署飞行器浮质飞行时间质谱仪(A-ATOFMS),这个昵称“雪莉”的仪器是最近由加州大学圣地亚哥分校研制的,研制过程获得国家科学基金会资助。ICE-L小组将“雪莉”以及一个由科罗拉多州大学研究员保罗德莫特(Paul DeMott)负责的冰库安装在C-130上,而后进行了一系列穿越波状云的飞行。在此过程中,研究人员对云冰晶残余进行了现场测量,结果发现一半由矿物质尘埃构成,大约三分之一含有氮、磷以及碳——构成生物物质的主要元素。   以秒计算的分析速度允许研究人员实时区分水滴与冰核残余之间的差异。冰核较水滴核相比更为罕见,同时更有可能形成降水。“雪莉”则允许研究人员对云冰内的生物粒子进行准确测量。此前,科学家曾根据在实验室进行的模拟以及对降水的测量得出结论——生物粒子扮演了冰核的角色。根据模型以及经过测量的尘埃化学成分,ICE-L小组得以确定尘埃来自亚洲还是非洲。   普拉瑟说:“对于我们来说,能够进行这种测量如同找到了基督教的‘圣杯’。了解哪些粒子形成冰核,哪些粒子在浓度极低时出现同时又极难进行测量,意味着我们可以进一步了解导致降水的过程。我们获取的任何新信息都具有非常重要的意义。”   研究发现显示,在尘暴中被卷走的生物粒子可帮助促进云冰的形成。普拉瑟表示,初步证据显示来自亚洲的尘埃可以影响北美的降水。研究人员希望利用ICE-L获取的数据设计未来的研究。在以后的日子里,类似这样的粒子可能在引起降雨或降雪中扮演越来越重要的角色。
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