ATRAPAMIENTO, PASO POR UN TORNIQUERTE Y ACORRALAMIENTO
Enviado por Carlos10614 • 9 de Noviembre de 2016 • Resumen • 1.496 Palabras (6 Páginas) • 266 Visitas
[pic 1][pic 2]INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLOGICOS 1
“WALTER CROSS BUCHANNAN”
REDES DE CÓMPUTO
FISICA III
“EL ELECTRÒN CENTENARIO”
PROFESORA: GUILLERMINA ESPINO BAHENA
ALUMNO: PÈREZ CORIA CARLOS MAURICIO
GRUPO: 5IM5
No BOLETA: 2014170891
Capítulo 10
ATRAPAMIENTO, PASO POR UN TORNIQUERTE Y ACORRALAMIENTO
EL GEONIO: ESPECTROSCOPIA DE UN SOLO ELECTRON
Dehmelt bautizo a su sistema espectroscópico monoeletronico con el nombre de geonio, porque se trata de un electrón ligado a la tierra por medio de una trampa de Penning. Este tipo de trampa consta de electrodos en forma de hiperboloides de revolución, de dos hojas con la misma polaridad que la carga que se desea confinar y uno anular con la polaridad opuesta; además se tiene un campo magnético uniforme en la dirección del deje de la trampa.
La carga tiende a escapar transversalmente por la atracción del electrodo anular; el papel del campo magnético es vencer esta atracción y mantener a la carga confinada transversalmente. El campo cuadripolar eléctrico debido a los electrodos, combinado con el campo magnético determina que el movimiento de la carga se pueda analizar como la superposición de un movimiento longitudinal con frecuencia angular y dos movimientos circulares, uno con la llamada frecuencia ciclotronica desplazada y otro con la llamada frecuencia magnetronica.
En la electroscopia del geonio, Dehmelt y sus colaboradores usaron frecuencias típicas f= 60Mhz, f = 141Ghz, f= 13kHz, y las mediciones estaban encaminadas a medir del valor conocido de la anomalía magnética.
Dehmelt pregunto si hay algo significativo en la diferencia entre los valores medidos y calculados de la razón giromagnética del electrón. Considero la analogía del protón cuyo espín es ½ en unidades de h/2π y cuyo momento magnético fue medido por Stern en 1933 con un valor de 2.79 magnetones nucleares; su razón giromagnética es por lo tanto 5.6. La diferencia de este valor respecto a 2 asociados a una partícula puntual de Dirac hizo pensar entonces que el protón debe tener una estructura.
Dehmelt considero también otros sistemas con espín ½ cuyas razones giromagnéticas son mayores que 2 e incluso que la del protón y que definitivamente se sabe que tienen una estructura; concretamente, incluyo a los núcleos del tritio y de helio 3, y al ion de He; para este ultimo la razón giromagnética es 147000.
EL EFECTO HALL CUANTIZADO
El efecto Hall original fue descubierto en 1879 por E. H. Hall. Cuando un conductor con forma de paralelepípedo rectangular se somete a la acción de una diferencia de potencial entre sus extremos en la dirección longitudinal, la ley de Ohm establece que en esta misma dirección fluye una corriente; si adicionalmente el conductor se somete a la acción de un campo magnético uniforme perpendicular a dos de las caras longitudinales, entonces entre las otras dos caras longitudinales aparece una diferencia de potencial que se llama el voltaje de Hall.
La versión cuantizada de este efecto descubierta por Klaus von Klitzing en 1980 en el proceso de realizar mediciones sistemáticas en los dispositivos microelectrónicos llamados transistores de efecto de campo de silicio.
Para un análisis del efecto Hall original supongamos que las aristas del paralelepípedo conductor se toman como ejes de coordenadas de modo que el eje x está en la dirección longitudinal y tanto campo eléctrico como la corriente apuntan en el sentido positivo del mismo, la dirección del campo magnético se toma como el eje z y el eje y es perpendicular a ambos.
A continuación analicemos el efecto de campo magnético que apunta verticalmente hacia arriba; los portadores de carga positiva describen orbitas circulares en planos horizontales desplazándose a regiones con valores menores de la coordenada o lo que es lo mismo hacia la izquierda desde el punto de vista del observador.
El proceso de acumulación de portadores de carga con la producción consecuente del voltaje Hall cesa cuando la fuerza magnética se ve equilibrada por la fuerza eléctrica Hall. Las estructuras típicas investigadas por Von Klitzing y sus colaboradores son los llamados MOSFET de silicio y heteroestructuras semiconductor – aislante que contienen gases de electrones bidimensionales que se forman en la superficie del semiconductor al fijarse los electrones cerca de la superficie mediante un campo eléctrico externo.
También se pueden incluir los estados de espín del electrón a través del efecto de su precesión alrededor del campo magnético. Otro elemento clave es el principio de exclusión que requiere que los estados de Landau se llenen sucesivamente con ocupación individual; en el caso de que haya degeneración el número de electrones que se puede acomodar en el nivel de energía correspondiente es igual al orden de la degeneración.
Las mediciones experimentales de estas cantidades en función del campo magnético aplicado confirman este comportamiento. Desde 1990 se adoptó el nuevo patrón de resistencia basado en el efecto Hall cuantizado.
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