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Simulación numérica de dinámica relativista de partículas cargadas en campos electromagnéticos empleando el método de Boris

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Simulación numérica de dinámica relativista de partículas cargadas en campos electromagnéticos empleando el método de Boris

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dc.contributor.advisor	Gimeno Martínez, Benito
dc.contributor.advisor	Esperante Pereira, Daniel
dc.contributor.author	Martín-Luna, Pablo
dc.contributor.other	Facultat de Física	es_ES
dc.date.accessioned	2021-09-14T10:15:51Z
dc.date.available	2021-09-15T04:45:06Z
dc.date.issued	2020	es_ES
dc.date.submitted	15-07-2020	es_ES
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10550/80299
dc.description.abstract	The range of applications based on the acceleration of charged particles is very diverse: particle colliders, studies of molecular and atomic structure or material properties, cancer treatments... Therefore, we must know how to calculate the movement of particles (and, consequently, their energy) in the presence of electromagnetic fields. In this way, the design of the accelerator structure can be optimized depending on the final purpose of the accelerated particles. We will implement a numerical algorithm (the Boris method) that solves numerically the relativistic Lorentz’s force. We will use this method to study the trajectories described by electrons when they cross a finite solenoid with a constant current density and, subsequently, to the ideal case where we only have a temporarily oscillating electric field where we will demonstrate that, under certain conditions, we can obtain the average trajectory from Miller’s force. Finally, we will apply the Boris method to study a real accelerator structure with cylindrical geometry formed by 1.6 cells.	en_US
dc.description.abstract	Las aplicaciones basadas en la aceleración de partículas cargadas son muy diversas: colisionadores de partículas, estudios de la estructura molecular y atómica o de las propiedades de materiales, tratamientos contra el cáncer… Por ello, es necesario saber calcular cómo se mueven (y, en consecuencia, qué energía adquieren) estas partículas en presencia de campos electromagnéticos. De esta forma se podrá optimizar el diseño de la estructura aceleradora dependiendo del propósito final que tengan las partículas aceleradas. Vamos a implementar un algoritmo numérico (el método de Boris) que permite resolver numéricamente de forma sencilla la fuerza de Lorentz relativista. Utilizaremos este método para estudiar las trayectorias descritas por electrones al atravesar un solenoide finito con una densidad de corriente constante y, posteriormente, al caso ideal en el que solo tenemos un campo eléctrico oscilante temporalmente en el que demostraremos que, bajo ciertas condiciones, podemos obtener la trayectoria promedio a partir de la fuerza de Miller. Finalmente, aplicaremos el método de Boris para estudiar una estructura aceleradora real con geometría cilíndrica formada por 1.6 celdas.	es_ES
dc.format.extent	29 p.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.subject	método de Boris	es_ES
dc.subject	simulación numérica	es_ES
dc.subject	dinámica relativista de electrones	es_ES
dc.subject	campo magnético de un solenoide	es_ES
dc.subject	fuerza ponderomotiva	es_ES
dc.subject	fuerza de Miller	es_ES
dc.title	Simulación numérica de dinámica relativista de partículas cargadas en campos electromagnéticos empleando el método de Boris	es_ES
dc.type	bachelor thesis	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES