Paul-Falle

Wie f�ngt man elektrisch geladene Teilchen ein?

Das ist nicht ganz einfach, insbesondere wenn man die Teilchen zur Ruhe bringen will!
Deshalb gab es 1989 auch den Nobel Prize in Physics daf�r.

Mit statischen Feldern ist das nicht m�glich. In einem Quadrupolfeld mit dem Potential eines Sattels w�rde das Teilchen die "Standard-Paul-Falle" schon bei geringsten Abweichungen vom Grat schnell verlassen:

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Man muss deshalb den Sattel laufend geeignet verformen, z.B. so:

Mit einer "schwingenden Membran" kann man das Teilchen unter Kontrolle halten.

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In obiger Darstellung wurde das Teilchen k�nstlich auf die schwingende Membran (das zeitlich ver�nderliche Potential) gesetzt.

Die reale Bahn des Teilchens verl�uft dabei in der r-z-Ebene (Zylinderkoordinaten), wenn das Teilchen ohne azimutale Geschwindigkeit startet.

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Alternative Darstellung der Bahn mit Feldst�rkevektoren (rotationssymmetrisch um die z-Achse zu denken).
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Bleibt das Teilchen auch f�r l�ngere Zeit in der Falle (Zeitraffer )?
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Sieht fast so aus!
© M. Komma 12/2010

Methode: L�sung der Mathieuschen Differentialgleichungen mit Maple.
Siehe auch: Paul-Falle, Standard
Mechanisches Analogon | Mechanisches Analogon, Details

Moderne Physik mit Maple

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