Российские ученые разработали метод, который поможет улучшить работу приборов масс-спектрометрии, используемых для анализа элементного и изотопного состава образцов. Исследователи из МФТИ уточнили, как ведут себя различные фоновые ионы в холодной и горячей плазме, что имеет важное значение для повышения точности аналитических приборов.
В своей работе ученые предложили алгоритм термодинамического моделирования для точной оценки газокинетической температуры плазмы. С помощью этого подхода можно учесть взаимодействие фоновых ионов, что дает более точные данные о свойствах индуктивно-связанной плазмы — особой формы материи, образующейся в инертных газах при воздействии магнитного поля.
Эта плазма уже активно используется в различных областях, включая спектрохимический анализ и микроэлектронику. Масс-спектрометры, основанные на индуктивно-связанной плазме, обладают высокой чувствительностью и могут обнаружить присутствие отдельных атомов в пробах с точностью до одной частицы на миллиард атомов.
Однако для улучшения этих приборов необходимо более точно понимать, как фоновые ионы влияют на свойства плазмы. Разработанная модель позволяет учитывать влияние различных ионов, таких как водород, кислород и аргон, на температуру плазмы, что значительно улучшает точность расчетов.