PMQ - permanentný magnetický kvadrupól
Silné kvádrové magnety fokusujú iónový lúč
Online od: 21.10.2011,
4
S 8 kvádrovými magnetmi typu Q-40-10-10-N
sme v LHEP (Laboratórium pre fyziku vysokých energií) Univerzity v Berne postavili prototyp PMQ (permanentný magnetický kvadrupól).
Magnety boli usporiadané do Halbachovho valca, aby sa vytvorilo kvadrupólové pole.
Je to porovnateľné s aplikáciou Výroba Halbachovho poľa; v našom prípade však bol Halbachov array usporiadaný kruhovo a nie priamo.
Táto aplikácia viedla k vedeckej publikácii
v anglickom jazyku – vpravo hore ju možno stiahnuť ako PDF.
Pri kontrole magnetických polí v PMQ pomocou Hallovej sondy sa potvrdili simulácie, ktoré boli vopred vypočítané metódou FEM (Finite Element Method).
Produkty z supermagnete.sk teda splnili naše očakávania.
Po týchto úspešných testoch sme vyrobili ďalšie 4 PMQ.
V sérii a v správnych rozostupoch namontované (ako dve FODO bunky) slúžia 4 kvadrupóly na zaostrenie H- iónového lúča, ktorý je generovaný naším urýchľovačom.
Zaostrený lúč má pri dopade na pokojový terč (target) vysokú intenzitu, čo vedie k vyšším reakčným rýchlostiam v materiáli terča.
Fyzikálne vysvetlenia
Pri tejto aplikácii sme využili Lorentovu silu. Lorentova sila je sila, ktorú pociťuje nabitá častica, keď sa pohybuje v elektromagnetických poliach. Sila sa skladá z dvoch zložiek: elektrickej a magnetickej. Prvá zložka pôsobí v smere elektrického poľa, druhá pôsobí kolmo na magnetické pole a dráhu častice. To znamená, že nabité častice možno urýchľovať elektrickými poľami a magnetické polia sa dajú použiť na odklonenie častíc.Ak sa zameriame len na pohyb nabitej častice v magnetickom poli, dá sa použiť takzvané pravidlo pravej ruky.
Aplikácií Lorentovej sily je množstvo: na tomto princípe fungujú napríklad elektromotory, dynamá na bicykli alebo reproduktory.
Samozrejme, početné aplikácie sa vyskytujú aj v časticovej fyzike: V urýchľovačoch sa používajú magnetické multipóly na manipuláciu s časticovými zväzkami.
Dipóly (2 póly) zakrivujú dráhu častíc, kvadrupóly (4 póly) zaostrujú zväzok v horizontálnom smere a rozostrujú vo vertikálnom smere alebo naopak.
Teda naraz možno zaostrovať len v jednom smere.
Ak sa však zvolia vhodné vzdialenosti medzi kvadrupólmi, je možné v určitom bode pozdĺž časticového zväzku dosiahnuť takzvaný pás úzkeho prierezu zväzku.
Tam je prierezová plocha zväzku minimálna.
Liouvilleova veta
sa pritom neporušuje.
Celý obsah tejto stránky je chránený autorským právom.
Bez výslovného povolenia sa obsah nesmie kopírovať ani inak používať.
Bez výslovného povolenia sa obsah nesmie kopírovať ani inak používať.