イオンサイクロトロン共鳴

イオンサイクロトロン共鳴は、磁場中のイオンの運動に関連する現象です。サイクロトロンでイオンを加速したり、質量分析法、特にフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計でイオン化された分析対象物の質量を測定したりするのに用いられます。また、電荷を帯びた種が関与する希薄な気体混合物中の化学反応の速度論を追跡するためにも使用できます。

静的で均一な磁場中のイオンは、ローレンツ力によって円運動をする。与えられた磁場強度Bに対するこのサイクロトロン運動の角周波数は、次式で与えられる。

${\displaystyle \omega =2\pi f={\frac {zeB}{m}},}$

ここで、zはイオンの正または負の電荷の数、eは素電荷、mはイオンの質量である。^{[ 1 ]}したがって、周波数fの電気励起信号は、質量電荷比m/zが次式で与えられるイオンと共鳴する。

${\displaystyle {\frac {m}{z}}={\frac {eB}{2\pi f}}.}$

円運動は、均一な軸方向の運動と重ね合わされてらせん状になる場合もあれば、場に垂直な均一な運動（例えば、電場や重力場が存在する場合）と重ね合わされてサイクロイド状になる場合もある。

イオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）は、イオンサイクロトロン周波数に対応する周波数の電磁波を使用してプラズマを加熱する技術です。^{[ 2 ]}プラズマ中のイオンは電磁放射を吸収し、その結果、運動エネルギーが増加します。この技術は、トカマクプラズマの加熱によく使用されます。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

• サイクロトロン共鳴（曖昧さ回避）
• 電子サイクロトロン共鳴