Quadrupolo magnetico

Un quadrupolo magnetico è una sorgente di un campo magnetico. Il modo più semplice per rappresentare un quadrupolo consiste nell'aggiungere due magneti paralleli a destra , in ordine inverso. Le componenti principali del loro campo magnetico si annullano a vicenda (l'insieme ha quindi un dipolo magnetico nullo), sostituiscono solo le componenti di ordine superiore.

Campo generato da un quadrupolo magnetico

Un quadrupolo magnetico ha due poli nord e due poli sud, posti su facce alterne di un quadrato . Nel piano (notato qui $z = 0$ ) dove si trovano i quattro poli, il campo magnetico ideale è descritto molto semplicemente:

${\ displaystyle B_ {x} = K \ volte y}$
${\ displaystyle B_ {y} = K \ volte x}$
${\ displaystyle B_ {z} = 0}$

Dove K è il gradiente (in Tesla per metro) del componente in x lungo y, o viceversa. Una componente del campo è zero sui due assi di simmetria, è totalmente zero al centro. Nell'asse normale al quadruolo, qui annotato z , il campo è, per così dire, evanescente: decresce in $z 4$ .

Uso negli acceleratori di particelle

I quadrupoli magnetici sono una parte importante della progettazione di un acceleratore di particelle : servono a focalizzare o defocalizzare particelle caricate elettricamente. Se K è positivo, le particelle cariche positivamente che attraversano il piano del quadrupolo vengono focalizzate orizzontalmente e sfocate verticalmente. Questo risultato si inverte se cambiamo il segno di K o quello della carica della particella.

Vedi anche

Quadrupolo elettrostatico
Dipolo magnetico

Riferimenti

(en) Arnaud Devred , "Magneti superconduttori per acceleratori di particelle e anelli di accumulo" , in Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering , American Cancer Society,1999( ISBN 978-0-471-34608-1 , DOI 10.1002 / 047134608x.w1320 , leggi online )
(in) Enrique Arribas , Isabel Escobar , Raquel Ramirez Vazquez e Carmen del Pilar Rodriguez Suarez , " Campo magnetico a quadrupolo lineare misurato con uno smartphone " , The Physics Teacher , vol. 58, n . 3,marzo 2020, pag. 182-185 ( ISSN 0031-921X e 1.943-4.928 , DOI 10,1119 / 1,5145,411 mila , leggere online , accessibile 14 Luglio 2021 )