サイクロトロン周波数計算機

この計算ツールについて

サイクロトロン周波数とは、荷電粒子が磁力線のまわりを周回する周波数で、f = q·B / (2π·m)で与えられます。qは粒子の電荷、Bは磁場の強さ、mはその質量です。注目すべきことに、非相対論的な速さでは、この周波数は電荷対質量比と磁場の強さにのみ依存し、粒子の速さや円軌道の半径には依存しません。そのため、一定の駆動周波数を使って粒子をより高いエネルギーまで加速することができます。

この関係は、サイクロトロン粒子加速器の物理的な基礎であり、原子核物理の研究や、PETスキャンや陽子線治療のための放射性同位体を製造する医療施設で使われています。また、分析化学者が質量によって分子を特定するために使う超高精度の手法である、イオンサイクロトロン共鳴質量分析（FT-ICR MS）の基礎にもなっています。物理を学ぶ学生やプラズマ物理学者も、核融合炉や宇宙プラズマの研究を含め、磁場中の荷電粒子の運動を研究する際にサイクロトロン周波数の式を使います。