Об использовании стробоскопических выборок при анализе движения ионов в квадрупольных радиочастотных полях. I. Критический анализ концепции
Автор: Бердников Александр Сергеевич, Кузьмин А.Г., Масюкевич С.В.
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Математические методы и моделирование в приборостроении
Статья в выпуске: 3 т.28, 2018 года.
Бесплатный доступ
Анализируется новая концепция эффективного потенциала, предложенная М.Ю. Судаковым и М.В. Апацкой. Указанная концепция разработана на основе огибающих стробоскопических выборок координат и скоростей ионов в радиочастотном квадрупольном поле и представляется весьма интересной. Однако предлагаемые формулы не вполне корректны и требуют некоторого уточнения.
Высокочастотные электрические поля, квадрупольный масс-фильтр, секулярные колебания, псевдопотенциал
Короткий адрес: https://sciup.org/142214877
IDR: 142214877 | УДК: 537.534.7 | DOI: 10.18358/np-28-3-i90100
On the use of stroboscopic samples in the analysis of the motion of ions in quadrupole radio-frequency fields. I. Critical analysis of the concept
A new concept of effective potential, proposed by M.Yu. Sudakov and M.V. Apatskaya, is analyzed. The said concept is based on the envelopes of stroboscopic samples of coordinates and ion velocities in a radio-frequency quadrupole field and seems rather interesting. However, it is shown that the proposed formulas are not completely correct and require some elaboration.
Список литературы Об использовании стробоскопических выборок при анализе движения ионов в квадрупольных радиочастотных полях. I. Критический анализ концепции
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика Сер. Теоретическая физика. Т. I. Москва: Физматгиз, 1958. 202 c.
- Гапонов В.А., Миллер М.А. О потенциальных ямах для заряженных частиц в высокочастотном поле//Журнал экспериментальной и технической физики. 1958. Т. 34, № 2. С. 242-243.
- Миллер М.А. Движение заряженных частиц в высокочастотных электромагнитных полях//Известия Вузов, сер. Радиофизика. 1958. Т. 1, № 3. С. 110-123.
- Литвак А.Г., Миллер М.А., Шолохов Н.В. Уточнение усредненного уравнения движения заряженных частиц в поле стоячей электромагнитной волны//Известия Вузов, сер. Радиофизика. 1962. Т. 5, № 6. С. 1160-1174.
- Сивухин Д.В. Дрейфовая теория движения заряженной частицы в электромагнитных полях//Вопросы теории плазмы. М.: Госатомиздат,1963. Вып. 1. С. 7-97.
- Морозов А.И., Соловьев Л.С. Движение заряженной частицы в электромагнитных полях//Вопросы теории плазмы. М.: Госатомиздат,1963. Вып. 2. С. 177-261.
- Гейко В.И., Фрайман Г.М. О точности усредненного описания движения заряженных частиц в высокочастотных полях//Журнал экспериментальной и технической физики. 2008. Т. 134, № 6. С. 1125-1129.
- Капица П.Л. Электроника больших мощностей//Успехи физических наук. 1962. Т. 78, № 2. С. 181-265.
- Чирков А.Г. Асимптотическая теория взаимодействия заряженных частиц и квантовых систем с внешними электромагнитными полями. СПб.: Изд-во "Нестор", 2001. 257 c.
- Gerlich D. Inhomogeneous RF fields: a versatile tool for the study of processes with slow ions//State-Selected and State-to-State Ion-Molecule reaction Dynamics/C.-Y. Ng, M. Baer (Eds.). Part 1: Experiment, Advances in Chemical Physics Series. John Wiley & Sons Inc., New York, 1992. Vol. LXXXII. P. 1-176 DOI: 10.1002/9780470141397.ch1
- Слободенюк Г.И. Квадрупольные масс-спектрометры. Москва: Атомиздат, 1974. 271 c.
- Quadrupole Mass Spectrometry and Its Applications/Ed. P.H. Dawson. American Institute of Physics, Woodbury, 1995. 349 p.
- Dawson P.H. Ion optical properties of quadrupole mass filters//Advances in Electronics and Electron Physics. Academic Press. Inc., 1980. Vol. 53. P. 153-208.
- March R.E., Hughes R.J. Quadrupole Storage Mass Spectrometry. John Wiley and Sons, New York, 1989. 24 p.
- Major F.G., Gheorghe V.N., Werth G. Charged Particle Traps. Physics and Techniques of Charged Particle Field Confinement. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2005. 370 p.
- Werth G., Gheorghe V.N., Major F.G. Charged Particle Traps II. Applications. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2009 DOI: 10.1007/978-3-540-92261-2
- Sudakov M. Effective potential and the ion axial beat motion near the boundary of the first stable region in a nonlinear ion trap//International Journal of Mass Spectrometry. 2001. Vol. 206. P. 27-43 DOI: 10.1016/S1387-3806(00)00380-8
- Baranov V.I., Bandura D.R., Tanner S.D. Limitations of the effective potential for the evaluation of the ion energy in the rf-driven quadrupole field//International Journal of Mass Spectrometry. 2005. Vol. 247. P. 40-47 DOI: 10.1016/j.ijms.2005.08.011
- Судаков М.Ю., Апацкая М.В. Концепция эффективного потенциала для описания движения ионов в квадрупольном фильтре масс//Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2012. Т. 142. С. 222-229.
- Gao C., Douglas D.J. Can the effective potential of a linear quadrupole be extended to values of the Mathieu parameter q up to 0.90?//Journal of American Society for Mass Spectrometry. 2013. Vol. 24. P. 1848-1852 DOI: 10.1007/s13361-013-0738-2
- Douglas D.J., Berdnikov A.S., Konenkov N.V. The effective potential for ion motion in a radio frequency quadrupole field revisited//International Journal of Mass Spectrometry. 2015. Vol. 377. P. 345-354 DOI: 10.1016/j.ijms.2014.08.009
- Reilly P.T.A., Brabeck G.F. Mapping the pseudopotential well for all values of the Mathieu parameter q in digital and sinusoidal ion traps//International Journal of Mass Spectrometry. 2015. Vol. 392. P. 86-90 DOI: 10.1016/j.ijms.2015.09.013
- Brabeck G.F., Reilly P.T.A. Computational Analysis of Quadrupole Mass Filters Employing Nontraditional Waveforms//Journal of American Society for Mass Spectrometry. 2016. Vol. 27. P. 1122-1127 DOI: 10.1007/s13361-016-1358-4
- Berdnikov A.S., Douglas D.J., Konenkov N.V. The pseudopotential for quadrupole fields up to q = 0.9080//International Journal of Mass Spectrometry. 2017. Vol. 421. P. 204-223 DOI: 10.1016/j.ijms.2017.04.003
- Бондаренко Г.В. Уравнение Хилла и его применение в области технических колебаний. Москва-Ленинград: Изд-во АН СССР, 1936. 50 c.
- Мак-Лахлан Н.В. Теория и приложения функций Матье. Москва: Изд-во иностранной литературы, 1953. 476 c.
- Konenkov N.V., Sudakov M., Douglas D.J. Matrix methods to calculate stability diagrams in quadrupole mass spectrometry//Journal of American Society for Mass Spectrometry. 2002. Vol. 13. P. 597-613 DOI: 10.1016/S1044-0305(02)00365-3
- Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. Изд. 2-е, доп. Москва: Наука, 1966. 576 c.
- Еругин Н.П. Метод Лаппо-Данилевского в теории линейных дифференциальных уравнений. Ленинград: Изд-во Ленинградского универститета, 1956. 109 c.
- Еругин Н.П. Линейные системы обыкновенных дифференциальных уравнений с периодическими и квазипериодическими коэффициентами. Минск: Изд-во Академии наук БССР, 1963. 273 c.
- Красносельский М.А. Оператор сдвига по траекториям дифференциальных уравнений. Москва: Главная редакция физико-математической литературы, 1966. 332 c.
- Якубович В.А., Старжинский В.М. Линейные дифференциальные уравнения с периодическими коэффициентами и их приложения. Москва: Наука, 1972. 720 c.
- Sheretov E.P., Philippov I.V., Karnav T.B., Kolotilin B.I., Ivanov V.W. Spiking structure of amplitude characteristics for ion trajectories in hyperboloidal mass spectrometers: the theory//Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2002. Vol. 16. P. 1652-1657 DOI: 10.1002/rcm.763
- Лежен Дирихле П.Г. Лекции по теории чисел. Москва, Ленинград: ОНТИ НКТП СССР, 1936. 404 c.
- Шмидт В. Диофантовы приближения. Москва: Мир, 1983. 230 c.
- Шидловский А.Б. Диофантовы приближения и трансцендентные числа. Москва: Физматлит, 2007. 272 c.
- Бердников А.С., Веренчиков А.Н., Коненков Н.В. О методологических проблемах при замене дискретных масс-спектрометрических моделей на континуальные модели//Масс-спектрометрия. 2017. Т. 14, №3. С. 176-189.
- Босс В. Уравнения математической физики. Серия "Лекции по математике". Т. 11. Изд. 4-е. Москва, URSS, 2016. 224 c.
