Nos hemos ejercitado ya con algunos problemas “de libro de texto” sobre el movimiento de partículas en campos magnéticos y ahora vamos a ir más allá atreviéndonos a estudiar dos ejemplos “de la vida real” tomados de experimentos de Física de Partículas.

EJERCICIO 1

   Sabemos que hay una relación entre el momento lineal de una partícula con carga q, el módulo del campo magnético en el que se mueve, B, y el radio de curvatura de la circunferencia que describe (si se supone que su velocidad es perpendicular al campo, ver 6.2): p = qRB. Normalmente uno suele encontrarla en los libros de texto escrita en función de la masa y la velocidad; mv = qRB. (parece igual, pues
p = mv, ¿no?).

   Si queremos hacer algún problema basado en datos reales, necesitamos tener la suerte de encontrar un caso con todos los datos disponibles (hay bastantes) y que se amolde a las suposiciones que hacemos para no complicar el problema (ya no son tantos).

La figura muestra, al 50% del tamaño real, la trayectoria de un electrón entrando por la izquierda en una cámara de burbujas (un tipo de detector descrito, por ejemplo, en “Partículas de verdad”.. Sabemos que el campo magnético tiene módulo B = 1,2 T y es perpendicular al plano de la imagen; además el electrón no se sale del plano de la figura, lo que es una gran suerte.    Otra hipótesis que estamos haciendo, aunque sin decirlo, es la de que la partícula no pierde energía (por lo menos de modo apreciable), pero eso tampoco es necesariamente así, como se puede deducir de la figura a.6.1.
Figura a.6.1

a) Explica utilizando las expresiones p = qRB ó mv = qRB por qué la imagen nos dice que el electrón, que en principio debería describir una circunferencia, está perdiendo energía cinética. ¿Te imaginas alguna posible explicación? (esto ya no es tan fácil...)

b) Mide el radio de curvatura del tramo inicial de la trayectoria, donde la pérdida de energía es aún pequeña, mediante cualquier método (proponemos uno en la sección 5 de “Partículas de verdad”, pero puedes simplemente ajustar un círculo dibujado en el ordenador y luego medir su radio...) y calcula el momento lineal del electrón.

c) Calcula ahora la velocidad v = p/me. ¿Notas algo raro en ella?