Armadilha de Penning

Armadilha de Penning:

O uso de campos elétricos e magnéticos para aumentar o tempo que elétrons permanecem dentro de uma descarga foi muito refinado desde o seu desenvolvimento inicial em 1936, sendo uma partícula isolada, esta pode ser aprisionada por perídos conforme o desejado com a combinação de um campo magnético homogêneo e um potencial elétrico quadrupolar, o que passou a ser conhecido como armadilha de Penning, seu mecanismo de confinamento é o mesmo da descarga Penning largamente usada em aparatos de ionização por catodo frio e em bombas de absorção de ions.
A armadilha Penning é uma ferramenta importante para o estudo de partículas carregadas isoladas, espectrometria de massa de alta resolução e para testes precisos de física fundamental. A armadilha emprega um forte para campo magnético confinar radialmente partículas carregadas, e um campo elétrico para impedir que as partículas carregadas escapem através das linhas do campo magnético. Ao aplicarmos “apenas” um potencial dc na armadilha quadrupolar, esta com uma polaridade que faça com que as partículas oscilem na direção z com frequência dada por , as partículas ficarão instáveis no plano x – y , pois o campo é direcionado para fora. Agora aplicando um campo magnético na direção axial, este faz com que o movimento na direção z se mantenha inalterado, porém as particulas realizarão um movimento de ciclotrón no plano x – y , sendo este movimento realizado pela força de Lorentz que é direcionada diretamente para o centro, esta força será parcialmente compensada pela força elétrica dada por como a força magnética é bem maior que a força elétrica, isso torna o movimento no campo x – y tambem inalterado.
Se o confinamento de partículas for o único objetivo, o formato específico dos eletrodos onde se aplicam os campos elétricos e a homogeneidade e estabilidade do campo magnético não são especialmente importantes, exceto que uma boa simetria rotacional em torno do eixo do campo magnético é exigida para