Un haz de partículas sin imanes de enfoque divergerá y terminará golpeando las paredes del tubo de vacío en el que viaja.
Puede enfocarse en todas las direcciones a medida que viaja a través de un imán de solenoide (una bobina de cable electrificado). Este es a menudo el método más efectivo a corta distancia.
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Para transportar el haz a distancias más largas, puede enfocarse mediante imanes que tienen los polos norte y sur. Si solo tiene un polo norte y un polo sur encima y debajo de la viga, esto hará que la trayectoria de la viga se doble. Estos imanes se llaman dipolos y se utilizan para dirigir el haz.
Un imán cuadrupolo está formado por un par de dipolos orientados perpendicularmente entre sí.
Un imán cuadrupolo solo enfoca el haz en un plano, y cuando el haz se enfoca en un plano, se desenfoca en el otro plano. Esto hace que sea necesario alternar la polaridad de los imanes cuadrupolo a lo largo de la trayectoria del haz para que en cada plano, el haz se enfoque y luego se desenfoque, enfoque y desenfoque.
Este patrón de imanes se denomina red FODO porque puede simular el transporte de un haz multiplicando las matrices F, O, D y O y aplicando su transformación a una distribución de partículas. La matriz de enfoque se etiqueta F, un espacio de deriva sin elementos de enfoque se etiqueta O, y una matriz de desenfoque se etiqueta D.
Esto es similar a la forma en que uno simularía el transporte de un haz de luz a través de lentes y otros elementos ópticos asignando matrices a las lentes, prismas, rejillas, etc.
Hay paquetes de software para hacer estos cálculos, pero siempre escribí el mío. Esto fue bueno porque siempre supe exactamente lo que implicaba el cálculo y pude agregar matrices para efectos que no estaban en los paquetes de software estándar, pero fue terrible porque la gente no confiará en los resultados de su simulación a menos que provengan de uno de los Paquetes de software estándar. Tienes que comparar todo y hacerlo dos veces. Este paquete de software de física es una tendencia nueva y extraña con muchas implicaciones sobre cómo estamos educando a las personas.
