Normalmente tenemos en cuenta la trayectoria de una partícula cargada bajo la influencia de un campo magnético curva. Sin embargo, para que la trayectoria de la partícula a cambio, debe emitir un fotón. Por lo tanto, en principio, si hemos sido capaces de ver la trayectoria de la partícula en resolución lo suficientemente alta, sería su camino a ser, en realidad, de planta poligonal, con un fotón emitido en cada vértice?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Usted se pregunta ¿qué pasaría si pudiéramos ver las cosas con un número ilimitado de alta resolución. Ver las emisiones de la synchotron fotones como eventos discretos y te preguntan es el camino lineal entre estas emisiones. El problema es - cuántica de las partículas no tienen trayectorias así que no es significativo para preguntar acerca de el real de la trayectoria seguida por la partícula. Todo lo que puedes hacer es hacer mediciones y preguntar acerca de la secuencia de los resultados de la medición. Entonces hay un límite en la resolución de lo que va a encontrar, como la ~micras límite en las fotos de Anna respuesta, donde las mediciones son la ionización de los eventos.
Fernando Briano
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3704
Cuando una partícula cargada se dobla en un campo magnético ( un campo eléctrico también ) de radiaciones de sincrotrón es liberado en la curva. En principio, la curva se puede aproximar con un círculo apropiado para el radio de curvatura de la curva y la radiación liberada calculado, como en el enlace.
En una trayectoria circular habrá radiación de sincrotrón emitida de forma incremental en la curva.Una pequeña incremento? esto dependerá de la masa de la partícula, y la energía de los fotones. La mayor es la energía mayor es la pérdida, la más pequeña de la masa mayor será la pérdida, que es la razón por la que hemos LHC y no LEPIII en el momento. La ruta de acceso en el vacío microscópicamente, será errática, debido también,a que el Principio de Incertidumbre de Heisenberg en que escala microscópica. No es un polígono regular, a continuación, debido a que las probabilidades de determinar la energía específica en cada vértice.
Cuando uno ve un círculo perfecto de partida en una cámara de burbujas por ejemplo
vemos también el efecto de la pérdida de energía en el sendero circular de ionización scatterings, que también depende de la masa de la partícula. Vemos en el derecho de entrar a una de alta energía de la partícula cargada que se desintegra en dos breves segmento circular y termina un electrón que se mueve en espiral en el campo magnético como se pierde la energía de las colisiones principalmente, ya que la radiación de sincrotrón es muy suave en las energías en la foto.
Los caminos son buenos circular encaja incluso en el micron mediciones de fotos para las partículas macizas y teniendo cuidado de ionización de la pérdida se adapta bien a los electrones.
kch
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El movimiento de los electrones en la constante campo magnético uniforme es muy parecida a la de movimiento de un electrón en el átomo de hidrógeno. La diferencia está en el origen de la aceleración centrípeta.
EDICIÓN: Los comentarios que amablemente se han escrito, lo cual celebro, muestra lo difícil que es para formular una pregunta, y como es fácil de malinterpretar (todavía es posible que yo no he entendido la pregunta.) En vista de estos comentarios, he pensado que debía agregar esta edición:
Se debe destacar que la similitud entre un electrón en el átomo de hidrógeno y en un campo magnético uniforme es sólo en relación con el hecho de que, incluso en el caso de un electrón en un campo magnético uniforme, los niveles de energía electrónica puede ser discretos, es decir, la energía de los electrones tiene niveles cuánticos, los niveles de Landau. Por ejemplo, un electrón en una caja de tamaño $L$ y el campo magnético uniforme que apunta en la $z$-dirección, la energía de los electrones está dada por la ecuación
$E_n(k_z)=\frac{\hbar^2}{2m_e}k_z^2+(n+1/2)\hbar\omega_c$
donde $k_z=\frac{2\pi n_z}{L}$, $n$, $n_z$ son números cuánticos (enteros positivos), y $\omega_c$ es la clásica de la velocidad angular del electrón en el campo magnético uniforme. Este fenómeno también se conoce como órbita de cuantificación. Los niveles de Landau están presentes independientemente de si el electrón está en una caja o no, como se puede ver por dejar a $L\rightarrow\infty$. Estos Landau los niveles de energía, n, son muy importantes en física de la materia condensada para el estudio de la geometría de la superficie de Fermi de los metales.
La presencia de los niveles de Landau muestran que el electrón, siendo en el campo magnético uniforme, no puede irradiar energía a menos que sea obligado a cambiar de una Landau nivel cuántico a otro.
Para el electrón en el átomo de hidrógeno, la aceleración centrípeta es proporcionada por el Coulomb campo,
${\bf a}=-\frac{e^2}{4\pi\epsilon_0 m_er^3}{\bf r}$
Para el electrón en el campo magnético uniforme la aceleración centrípeta es proporcionada por la fuerza de Lorentz como
${\bf a}=-\frac{e{\bf B}\times {\bf v}}{m_e}$.
Como la velocidad se mantiene constante, la energía cinética del electrón en su trayectoria circular en el campo magnético permanece fijo. Esto implica que el electrón no emite fotones. Se puede comprender a partir de la ecuación de energía de más de un período (por ciclo)
$E=\oint_C e{\bf B}\times {\bf v}.d{\bf r}= \int_T e{\bf B}\times {\bf v}.{\bf v}dt=0$.
La situación en un acelerador es diferente, ya que, en este caso los electrones se aceleran a aumentar su velocidad, por lo tanto los electrones emiten Bremsstlahlung radiación. Si el campo es fijo, como se sugiere en esta pregunta, el electrón no puede irradiar como su energía se mantiene fijo.
Si los electrones se hizo emiten fotones, mientras que en el fijo órbita circular en la constante campo magnético uniforme, se podría utilizar esto como una fuente inagotable de energía!! En violación directa del principio de conservación de la energía.
