MODELO DE INTERACCIONES ELÉCTRICAS EN UN SISTEMA CONFINADO DE ESFERAS CARGADAS

Abstract

Se reporta los resultados experimentales en un sistema de varias esferas metálicas pequeñas que reposan sobre la placa inferior de un capacitor de placas paralelas cuadradas; el sistema de esferas está confinado lateralalmente por un contorno cuadrado cargado eléctricamente que impide que las esferas se dispersen en 2D. El objetivo de este trabajo surge de una gran y creciente evidencia de datos experimentales sobre fases condensadas en 2D que aún carece de un modelo teórico definitivo que permita interpretar tales resultados (por ejemplo, el proceso de liquefacción en 2D). En este trabajo se desarrolló un sistema de validación para establecer las interacciones entre esferitas cargadas y el contorno de confinamiento. La investigación comprendió el montaje experimental, su calibración y la adquisición de datos. Se muestra que el modelo de interacción coulombiano es razonable par de este trabajo, aunque también es posible una interacción dipolar debido a la formación de cargas imagen en los platos del capacitor.

We report the experimental results of a system of several milimeter-size metallic spheres lying over the lower plate of a parallel plate square capacitor; the spheres are laterally confined by a square metallic electrically charged boundary which prevents the spheres from being dispersed in 2D. The large and growing evidence of experimental data of condensed phases in 2D still lacks a definitive theoretical model that permits the interpretation of such data (for example the process of melting in 2D). In this work we have developed a validation system to establish the interactions among the spheres and the confining boundary. The research involved the experimental set up, its calibration and data gathering. We show that the Coulombian interactions model is reasonable for interpreting the experimental data in this work, although a dipole interaction is also possible due to the formation of image charges on the capacitor plates.