Ciclotrão

Autor: Leandro Alegsa

03-04-2021

Um ciclotrão é um tipo de acelerador de partículas inventado por Ernest Lawrence da Universidade da Califórnia, Berkeley, em 1930. Ele acelera as partículas carregadas, girando-as em círculo. Os primeiros ciclotrons tinham o tamanho de uma mão. Alguns aceleradores circulares modernos usam um círculo tão largo quanto uma cidade.

Os ciclópteros utilizam campo magnético perpendicular para dobrar elétrons e partículas em um caminho semicircular por um campo elétrico aplicado. O campo elétrico aplicado acelera os elétrons entre os eletrodos "D" (também chamados de "dees") da região do campo magnético.

O campo elétrico em aceleração inverte exatamente no momento em que os elétrons terminam seu meio círculo, de modo que ele os acelera ao longo da fenda. Com uma velocidade maior, eles se movem em um semicírculo maior. Depois de repetir este processo várias vezes, eles saem pela porta de saída a uma alta velocidade.

Ciclotron Freqüência

Uma carga em movimento em um ciclotron se moverá em um caminho circular sob a influência de um campo magnético constante. Se o tempo para completar uma órbita for calculado:

$T={\frac {2\pi r}{v}}={\frac {2\pi mv}{qBv}}={\frac {2\pi m}{qB}}$ .

Descobriu-se que o período é independente do raio. Portanto, se uma onda quadrada for aplicada em freqüência angular qB/m, a carga irá espiralar para fora, aumentando em velocidade.

Quando uma onda quadrada de freqüência angular ω=qB/m é aplicada entre os dois lados dos pólos magnéticos, a carga será impulsionada novamente na hora certa para acelerá-la através da fenda. Assim, a freqüência cíclotron constante pode continuar a acelerar a carga (desde que não seja relativista).

Perguntas e Respostas

P: O que é um cíclotron?

R: Um cíclotron é um tipo de acelerador de partículas que acelera partículas carregadas girando-as em um círculo.

P: Quem inventou o cíclotron?

R: Ernest Lawrence, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, inventou o cíclotron em 1930.

P: Como funciona um cíclotron?

R: Os cíclotrons usam um campo magnético perpendicular para dobrar elétrons e partículas em um caminho semicircular por meio de um campo elétrico aplicado. O campo elétrico aplicado acelera os elétrons entre os eletrodos "D" (também chamados de "dees") da região do campo magnético. O campo elétrico acelerado se inverte exatamente no momento em que os elétrons terminam seu semicírculo, de modo que os acelera através da lacuna. Com uma velocidade maior, eles se movem em um semicírculo maior. Depois de repetir esse processo várias vezes, eles saem pela porta de saída em alta velocidade.

P: Qual é o tamanho dos primeiros cíclotrons?

R: Os primeiros cíclotrons tinham o tamanho de uma mão.

P: Qual é o tamanho dos aceleradores circulares modernos?

R: Alguns aceleradores circulares modernos usam um círculo tão largo quanto uma cidade.

P: Que tipo de campo é usado nos cíclotrons?

R: Os cíclotrons usam um campo magnético perpendicular para dobrar elétrons e partículas em um caminho semicircular por meio de um campo elétrico aplicado.

P: Como os elétrons são acelerados em um cíclotron?

R: Os elétrons são acelerados entre os eletrodos "D" (também chamados de "dees") da região do campo magnético por um campo elétrico aplicado.