Les électrons piégés dans le champ magnétique

Dès 1984 deux physiciens nous montraient comment les électrons étaient piégés dans le champ magnétique (vraissemblablement y affectant sa compasante Bo)

J. Phys. France 45, 1113-1123 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:019840045070111300

Etude des trajectoires des électrons primaires dans une décharge multipolaire

C. Gauthereau et G. Matthieussent

Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas , Bât. 212, Université de Paris Sud, 91405 Orsay, France

 

 

Abstract
In a two-dimensional magnetic field (x, y) there exist two invariants of the motion : the velocity vector modulus (υo) and the canonical z momentum (Pz). If | Pz |/mυo is greater than one, the motion is limited to a region near the magnets (the particles are trapped). If it is smaller than one, the particles can reach zero magnetic field regions. Numerical integration of the equations of motion shows that if | Pz |/mυ o is sufficiently great, guiding centre theory describes fairly well the main features of trapped trajectories, even in regions where the validity conditions are not completely fulfilled. The trapping of a previously free charged particle by a multipolar field results from a variation of | Pz |/mυo due to external causes. After considering the effect of collisions, we show that a small electric field, Ez, can lead to large populations of trapped particles.

 

Résumé
Dans un champ magnétique à deux dimensions (x, y), il existe deux constantes du mouvement : le module du vecteur vitesse (υ0 ) et le moment conjugué Pz de la coordonnée z. Selon que | Pz |/mυo est supérieur ou inférieur à 1, les trajectoires sont bornées (les particules sont piégées), ou non bornées (les particules sont libres d'aller à l'infini). L'intégration numérique des équations du mouvement montre que si | Pz |/mυ o est suffisamment grand, la théorie adiabatique décrit correctement les trajectoires piégées même dans les régions où ses conditions de validité ne sont pas rigoureusement vérifiées. La capture d'une particule chargée initialement libre par le champ multipolaire résulte d'une variation de | Pz |/mυo due à des causes extérieures au champ magnétique. Après avoir envisagé l'effet des collisions élastiques sur les neutres, nous montrons qu'un faible champ électrique, Ez, peut conduire à l'existence de forte populations de particules piégées dans le champ magnétique.

PACS
5280 - Electric discharges.

Key words
discharges electric -- magnetic traps


http://jphys.journaldephysique.org/index.php?option=article&access=doi&doi=10.1051/jphys:019840045070111300

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