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Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847989
Título: Resonant trapping of charged particles in oscillating electric and magnetic fields
Autor(es): Jesus, Vitor L. B. de
[et al.]
Palavras-chave: Campos oscilantes
Confinamento de partículas
Frequência de ressonância
Isótopos ionizados
Movimento clássico
Áreas de conhecimento da DGPM: Física
Setor da Marinha: Estado-Maior da Armada (EMA)
Data do documento: 1998
Editor: Escola de Guerra Naval (EGN)
Descrição: O movimento clássico de uma partícula carregada em campos magnéticos e elétricos oscilantes é investigado. Introduzir um sistema de coordenadas giratórias simplifica muito as equações de movimento e permite uma analogia formal para o problema de três osciladores acoplados com amortecimento anisotrópico. As soluções são calculadas analiticamente, como uma combinação linear dos modos normais de oscilação Existem duas frequências de ressonância, uma em We=qBo/m, a frequência do ciclotrão, e a outra em Wl= qBo/2m, a frequência de Larmor. Mostra-se que quando a condição de ressonância W=We é alcançada, ou seja, a frequência do campo oscilante iguala a freqüência ciclotrônica da partícula, a partícula fica confinada a uma região de espaço de volume dado aproximadamente por 8v3o/3WeW21. Aqui Vo, é o módulo da velocidade inicial da partícula e W1=qB1/m é a frequência da partícula sobre B1, a magnitude do campo oscilante. A órbita da partícula é mostrada para ser uma curva fechada no sistema de rotação, ou uma superfície fechada no sistema do laboratório. Por outro lado, quando W=Wl, a partícula se afasta exponencialmente. Os resultados sugerem um método ressonante para confinamento de partículas carregadas e separação de isótopos ressonantes. Simulamos o movimento dos isótopos 235,238U, triplamente ionizados, e mostramos que eles podem ser separados de forma ressonante. As relações carga-massa neste caso diferem em menos de 1%. [1] V.L.B de Jesus, A.P. Guimarães e I.S. Oliveira, J.Phys.B, a publicar. Ver também "Observações adicionais sobre a dinâmica quântica de uma partícula carregada em um campo magnético oscilante" dos mesmos autores, nesta conferência.
Trabalho apresentado no XXI Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 1998, da Sociedade Brasileira de Física (SBF)
Abstract: The classical motion of a charged particle in oscillating magnetic and electric fields is investigated. Introducing a rotating coordinate system greatly simplifies the equations of motion and allows a formal analogy to the problem of three coupled oscillators with anisotropic damping. The solutions are calculated analytically, as a linear combination of the normal modes of oscillation There are two resonance frequencies, one at We=qBo/m, the cyclotron frequency, and the other at Wl= qBo/2m, the Larmor frequency. It is shown that when the resonance condition W=We is achieved, that is, the frequency of the oscillating field equals the cyclotron frequency of the particle, the particle is confined to a region of space of volume given approximately by 8v3o/3WeW21. Here Vo, is the modulus of the initial velocity of the particle and W1=qB1/m is the frequency of the particle about B1, the magnitude of the oscillating field. The orbit of the particle is shown to be a closed curve in the rotating system, or a closed surface in the laboratory system. On the other hand, when W=Wl, the particle drifts away, exponentially. The results suggest a resonant method for charged particle confinement and resonant isotope separation. We simulate the motion for the isotopes 235,238U, triply ionized, and show that they can be resonantly separated. The charge-to-mass ratios in this case differ by less than 1%. [1] V.L.B de Jesus, A.P. Guimarães and I.S. Oliveira, J.Phys.B, to be published. See also "Further Remarks on the Quantum Dynamics of a Charged Particle in an Oscillating Magnetic Field" from the same authors, in this conference.
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847989
Tipo: Trabalho apresentado em evento
Aparece nas coleções:Ciência, Tecnologia e Inovação: Coleção de Artigos

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