Ciclotrón

Simulación del funcionamiento de un acelerador de partículas tipo ciclotrón. 242 partículas tipo "fuente" de masa m=1 y carga +/-1 dispuestas en dos planos paralelos. En un lado con carga +1 y en el otro carga -1. Sometidas a una fuerza elástica F=-k+x con k=0.01. Esta configuración genera un campo eléctrico dipolar oscilante, con frecuencia angular w=raiz(k/m)=raiz(0.01/1)=0.1. Se aplica un campo magnético externo perpendicular al plano de las cargas definiendo una fuerza externa de la forma Fx=-q*B*vz y Fz=q*B*vx (fuerza de Lorentz).

Una partícula parte de la posición central, en el punto medio entre los dos planos de cargas, con velocidad (0,0,1). En el panel de control se pueden variar la carga Q y masa M de esta partícula, y el campo magnético externo B.

Esta simulación permite comprobar que si se ajustan los valores de Q, M y B para que la frecuencia angular del ciclotrón coincida con la del campo eléctrico oscilante, la partícula sigue una trayectoria espiral acelerada, colisionando finalmente con las partículas en reposo que se sitúan al lado derecho del "ciclotrón". Es decir, se debe cumplir la condición Q*B/M=0.1.

La simulación comienza parada. Ajustar los valores de carga, masa y campo B si se desea y arrancar la simulación pulsando P o con el control "Para". Los valores iniciales Q=1, M=0.1 y B=0.01 cumplen la condición de sincronismo con el campo eléctrico.

Simular
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