 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( январь 2021 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Дипольный магнит является магнитом , в котором имеется два полюса ( то есть , северные и южные полюса) , которые образуют замкнутый контур поля. Самый простой пример дипольного магнита - стержневой магнит . [1]
Дипольные магниты в ускорителях [ править ]
В ускорителей частиц , A дипольный магнит является электромагнит используется для создания однородного магнитного поля на некотором расстоянии. Движение частицы в этом поле будет круговым в плоскости, перпендикулярной полю, коллинеарной направлению движения частицы и свободным в направлении, перпендикулярном ему. Таким образом, частица, введенная в дипольный магнит, будет двигаться по круговой или винтовой траектории. При добавлении нескольких дипольных секций в одной плоскости радиальный эффект изгиба луча увеличивается.
В физике ускорителей дипольные магниты используются для реализации изгибов расчетной траектории (или «орбиты») частиц, как в кольцевых ускорителях. Другие варианты использования включают:
- Инжекция частиц в ускоритель
- Выброс частиц из ускорителя
- Исправление ошибок орбиты
- Производство синхротронного излучения
Сила, действующая на заряженную частицу в ускорителе частиц от дипольного магнита, может быть описана законом силы Лоренца , где на заряженную частицу действует сила
(в единицах СИ ). В случае дипольного магнита ускорителя частиц пучок заряженных частиц изгибается посредством перекрестного произведения скорости частицы и вектора магнитного поля, причем направление также зависит от заряда частицы.
Величина силы, которая может быть приложена к заряженной частице дипольным магнитом, является одним из ограничивающих факторов для современных синхротронных и циклотронных ускорителей протонов и ионов. По мере того, как энергия ускоренных частиц увеличивается, им требуется больше силы, чтобы изменить направление, и требуется управлять большими полями B. Ограничения на величину поля B, которое может быть создано современными дипольными электромагнитами, требуют увеличения размера синхротронов / циклотронов (что увеличивает количество используемых дипольных магнитов) для компенсации увеличения скорости частиц. В самом большом современном синхротроне, Большом адронном коллайдере , есть 1232 основных дипольных магнита, используемых для изменения пути пучка частиц, каждый из которых весит 35 метрических тонн. [2]
Другое использование [ править ]
Другие применения дипольных магнитов включают измерение массы изотопов в масс-спектрометрии и измерение импульса частиц в физике элементарных частиц .
Такие магниты также используются в традиционных телевизорах, которые содержат электронно-лучевую трубку , которая, по сути, представляет собой небольшой ускоритель частиц . Их магниты называются отклоняющими катушками . Магниты перемещают одну точку на экране телевизионной трубки контролируемым образом по всему экрану.
См. Также [ править ]
- Физика ускорителя
- Линия луча
- Циклотрон
- Электромагнетизм
- Линейный ускоритель частиц
- Ускоритель частиц
- Квадрупольный магнит
- Секступольный магнит
- Многополюсный магнит
- Кольцо для хранения
Ссылки [ править ]
- ^ [Гиперфизика "стержневого магнита"; http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mintage/elemag.html ]
- ^ ["Собираем вместе: сверхпроводящие электромагниты" ЦЕРН; https://home.cern/science/engineering/pulling-to General-superconducting-electromagnets ]
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с дипольным магнитом на Викискладе?
