Estabilidad de un anillo giratorio de múltiples electrones a velocidades relativistas

Hubo un tiempo en que los físicos estaban preocupados por la estructura interna de los electrones. El modelo del anillo giratorio fue una de las propuestas para explicar cómo una densidad de carga podía estabilizarse frente a la repulsión electrostática, al postular que la carga se distribuye como un anillo con velocidad angular, lo que genera una fuerza magnetostática que anula exactamente la repulsión electrostática (en realidad no canceles exactamente, ambos se vuelven iguales a la fuerza centrípeta)

Ahora ya no nos preocupamos por la estructura interna de los electrones, pero me pregunto si hay otras circunstancias físicas en las que todavía podemos ver un anillo de cargas que se estabiliza contra la autorepulsión por este mecanismo.

Uno de los problemas que veo es que generalmente se asume en el análisis que el anillo gira a la velocidad de la luz. Mi pregunta es:

¿Es posible estabilizar dicha estructura mediante velocidades tangenciales sublumínicas físicas del anillo?

Editar Ha habido algunas investigaciones sobre un área relacionada con los fenómenos nucleares, a saber, la deformación nuclear de alto espín (una referencia de libro sobre tales excitaciones aquí ), una aplicación muy interesante de las ideas anteriores es buscar reducir o eliminar los procesos de descomposición nuclear en inestables núcleos, aplicando un giro alto con un fuerte campo magnético de fondo a dichos núcleos, algo que destaqué en los comentarios a esta respuesta .

Usted usa la palabra "automagnetostática", ¿esto indica que las fuerzas magnéticas contrarrestan tanto la repulsión electrostática como la aceleración centrípeta? Me imagino que es mejor referirse a esto como un "toroide" en lugar de un anillo, ya que la fuerza electrostática es infinita para un anillo verdadero.
Alan Se, buen punto. el anillo es solo el diseño geométrico, pero se supone que las cargas de los electrones aún se colocan a intervalos discretos en el círculo

Respuestas (1)

Mi opinión es que la estabilidad solo se puede lograr mediante la alimentación continua de energía al anillo de electrones, debido a la pérdida de energía de la radiación de sincrotrón. Cuanto mayor sea la energía (velocidad más cercana a c) más fuerte será el efecto, es por eso que los diseños de anillos circulares para aceleradores de electrones se detuvieron en las energías LEP .

Con un factor de Lorentz (= energía de partículas/masa en reposo = [104,5 GeV/0,511 MeV]) de más de 200 000, LEP todavía mantiene el récord de velocidad del acelerador de partículas extremadamente cerca de la velocidad límite de la luz.

El próximo colisionador de electrones ILC será lineal.

Leer el artículo wiki sobre aceleradores lo iluminará sobre el tema.

este argumento bien puede aplicarse cuando los electrones se mueven de forma clásica, pero estoy menos convencido de que esto pueda descartarse tan fácilmente cuando los electrones se comportan de manera coherente
¿Cómo concibe inducir coherencia en un anillo de electrones producidos necesariamente de forma incoherente?
sinceramente ni idea. Espero obtener una imagen teórica más clara antes de analizar las dificultades experimentales para probar tal cosa.
Creo que no se puede hacer en el vacío con imanes. Realmente estás hablando de estados ligados macroscópicos. Después de todo, el electrón alrededor del protón en el hidrógeno cumple con sus requisitos. Los efectos cuánticos macroscópicos ocurren en la superconductividad, por ejemplo. Cualquier exploración teórica debería ir por ese camino, en mi opinión.
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