Magnete permanente quadrupolare

Durante la verifica dei campi magnetici del magnete permanente quadrupolare con un sensore di Hall, sono state confermate le simulazioni calcolate precedentemente con il metodo degli elementi finiti (FEM).

I prodotti di supermagnete.nl sono riusciti a soddisfare le nostre aspettative. Dopo questi test di successo abbiamo realizzato altri 4 magneti permanenti quadrupolari.

Spiegazioni fisiche

Durante questo progetto abbiamo sfruttato la forza di Lorentz. Si tratta della forza subita da una particella carica che si muove in un campo elettromagnetico. La forza di Lorentz è costituita da due componenti: la componente elettrica e la componente magnetica. La prima componente ha la direzione del campo elettrico, mentre la seconda è perpendicolare al campo magnetico e alla traiettoria delle particelle. Questo significa che le particelle cariche possono essere accelerate con campi elettrici e che i campi magnetici possono essere utilizzati per deviare le particelle.

Se si considera unicamente il movimento di una particella carica in un campo magnetico, si può applicare la cosiddetta regola della mano destra.

Ci sono numerose applicazioni della forza di Lorentz: con questo principio funzionano, per esempio, i motori elettrici, le dinamo delle biciclette o gli altoparlanti. Naturalmente si applica anche alla fisica delle particelle: negli acceleratori si utilizzano multipoli magnetici per manipolare i fasci di particelle. I dipoli (2 poli) curvano la traiettoria delle particelle, mentre i quadrupoli (4 poli) focalizzano il raggio in direzione orizzontale e lo defocalizzano in direzione verticale, o viceversa. È quindi possibile focalizzare solo in una direzione alla volta. Ma se si sceglie bene la distanza tra i quadripoli, è possibile ottenere in un punto determinato del fascio di particelle la cosiddetta vita del fascio. In questo punto la sezione trasversale del fascio è minima. Questo non viola il teorema di Liouville.