Zyklotronfrequenz-Rechner

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Die Zyklotronfrequenz ist die Frequenz, mit der ein geladenes Teilchen um Magnetfeldlinien kreist, gegeben durch f = q·B / (2π·m), wobei q die Ladung des Teilchens, B die Magnetfeldstärke und m seine Masse ist. Bemerkenswert ist, dass diese Frequenz bei nichtrelativistischen Geschwindigkeiten nur vom Verhältnis von Ladung zu Masse und von der Feldstärke abhängt – nicht von der Geschwindigkeit des Teilchens oder dem Radius seiner Kreisbahn –, was es möglich macht, Teilchen mit einer festen Antriebsfrequenz auf immer höhere Energien zu beschleunigen.

Diese Beziehung ist die physikalische Grundlage des Zyklotron-Teilchenbeschleunigers, der in der kernphysikalischen Forschung und in medizinischen Einrichtungen eingesetzt wird, die Radioisotope für PET-Untersuchungen und Protonentherapie herstellen, und sie liegt der Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie (FT-ICR MS) zugrunde, einem Verfahren höchster Präzision, mit dem analytische Chemiker Moleküle anhand ihrer Masse identifizieren. Physikstudierende und Plasmaphysiker nutzen die Formel der Zyklotronfrequenz außerdem, wenn sie die Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern untersuchen, auch in der Fusionsreaktor- und Weltraumplasmaforschung.