de los anillos de saturno a las trampas electrónicas
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De los anillos de Saturno a las trampas electrónica s
Grupo de dinámica no lineal
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Líneas de investigación
- Mecánica Celeste
- Dinámica de actitud
- Trampas electrónicas
- Estado de transición
Sistemas dinámicos hamiltonianos con aplicaciones en
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¿Qué es un sistema dinámico?
�De forma muy general, podemos definir un sistema dinámico como cualquier proceso o conjunto de procesos que evolucionan con el tiempo y cuya evolución obedece a determinadas leyes físicas.
�El término también sirve para referirse a modelos matemáticos que cambian con el tiempo.
�Estos sistemas pueden ser relativamente simples o extremadamente complejos.
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¿Qué es hamiltoniano?
�Un sistema dinámico hamiltoniano es aquel que posee unas características físicas, que hacen que su traducción a lenguaje matemático goce de ciertas propiedades que facilitan su estudio.
�En general, los sistemas para los que se conserva la energía son hamiltonianos.
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Los anillos de Saturno
Los anillos de Saturno están compuestos por millones de partículas de diferentes tamaños.
¿Podemos crear un modelo para explicar su estructur a?
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Los anillos de Saturno
Saturno posee un sistema de anillos complejo y se distinguen hasta 7 de ellos.
Modelo para los difusos, el E y el F
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� Modelo basado en el movimiento de una sola partícula, siguiendo ideas de Maxwell, Störmer y otros, de finales del XIX y principios del XX.
Los anillos de Saturno
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� Interacciones a tener en cuenta sobre una partícula cargada:
� Interacción con el campo gravitatorio
� Interacción con el campo magnético
� Interacción con el viento solar
Los anillos de Saturno
3
2
5
2
23
2
6
22
32
2
22
223
2
1
2
1
r
J
r
zJ
rrr
P
r
PPPHz
−+++−−
++= ρδβρδδ
ρφφ
ρ
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� Herramientas matemática para el análisis:
� FORMA NORMAL� Permite introducir simetrías formales que hacen que el problema sea “integrable”, mediante transformaciones de coordenadas
� VARIABLES APROPIADAS� Variables de Delaunay
� Variables de Hill
� Invariantes
Los anillos de Saturno
x
y
z
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Los anillos de Saturno
Espacio reducido por la simetría continua
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Los anillos de Saturno
Espacio reducido por las simetrías discretas
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Los anillos de Saturno
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Los anillos de Saturno
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Los anillos de Saturno
�Conclusiones
Posible explicación de los radios o “spokes”, zonas de diferente densidad, que aparecen más claras en la imagen.
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Los anillos de Saturno
�Conclusiones
Existe una zona que actúa de límite para el anillo E que se encuentra a una distancia compatible con el satélite que surte de partículas al anillo.
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Los anillos de Saturno
�Conclusiones
Es posible deducir el espesor del anillo a partir de la estabilidad de las órbitas en función de su inclinación.
Además, no pueden existir órbitas que no corten al plano ecuatorial para partículas con carga relativamente baja.
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Los anillos de Saturno
�Resultados
• Diversas publicaciones en revistas de alto índice de impacto.
• Presentación en Congresos internacionales especializad os• Bélgica, Canadá, Chile, Colombia, España, Italia.
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Trampas electrónicas
�¿Qué son?
• Son pequeños dispositivos experimentales que permiten confinar partículas cargadas (iones) usando campos el éctricos y magnéticos.
• Hay varios tipos de trampas.
• Entre las más usadas se encuentra la trampa PenningPenning. Ésta utiliza un campo magnético constante axial que atrap a los iones radialmente y un campo eléctrico cuadrupolar que confina axialmente las partículas.
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Trampas electrónicas
Estos campos electromagnéticos se generan mediante un dispositivo de tres electrodos:
• Un anillo
• Dos tapas
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Trampas electrónicas
�Aplicaciones
� Medidas espectroscópicas precisas
� Computación cuántica
� Relojes atómicos
� Estudios en cristales de Coulomb
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Trampas electrónicas
� ¿Qué similitud existe con los anillos de Saturno?
�Para átomos altamente excitados, átomos de Rydberg, se puede usar una aproximación mediante Mecánica Clásica. El modelo creado es del mismo tipo, cambiando la interacción gravitatoria por la coulombiana.
�Anillos Saturno ���� Rydberg CP x B.
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Trampas electrónicas
� Podemos describir el comportamiento del ión cuando los parámetros externos que controlan la trampa cambian.
� Implica determinar los tipos de trayectorias fundamentales que describen estas partículas bajo las condiciones consideradas.
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Trampas electrónicas
� Resultados
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Nuevas perspectivas
�Estado de transición
�Aplicación de formas normales para el cálculo de estructuras invariantes que definen superficies de no retorno.
�Transporte en el sistema solar
�Dinámica de reacción
�Mecanismos de ionización
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
Py
y
Px > 0
NHIM
TS
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
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Nuevas perspectivas
� Interacción de un átomo de Rydberg con una superficie metálica.
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Otros temas tratados
� Órbitas de aparcamiento alrededor de la Luna.
� Órbitas en torno a las lunas de Júpiter.
� Dinámica de actitud de giróstatos.
� Estabilidad de posiciones de equilibrio.
� Desarrollo de nuevas técnicas de cálculo de formas normales.
� Observación de bólidos y meteoros.