Rayonnement synchrotron

Synchrotrons, synchrocyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs circulaires.



Catégories :

Physique quantique - Spectre électromagnétique

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Définitions :

  • rayonnement caractéristique de toute particule chargée soumise à une accélération. Dans le cas de particules relativistes, le rayonnement... (source : astrosurf)
  • Rayonnement comparable à celui émis par des particules chargées qui suivent une trajectoire circulaire en spiralant dans des lignes de champ... (source : nrumiano.free)

Principe

Synchrotrons, synchrocyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs circulaires.

Dans de tels accélérateurs un champ magnétique intense permet d'accélérer un faisceau de particules. Or, selon les équations de Maxwell, toute particule chargée se déplaçant de façon non-uniforme (par exemple sur une trajectoire circulaire) émet un rayonnement électromagnétique.

Dans le cas d'un synchrotron ces particules sont le plus souvent des électrons (plus rarement des positrons) et tournent à des vitesses relativistes. On peut par conséquent dire que le rayonnement synchrotron est un rayonnement électromagnétique émis par des électrons qui tournent dans un anneau de stockage.

Propriétés

Ce rayonnement dépend de la vitesse des électrons mais couvre une très large partie du spectre électromagnétique : de l'infrarouge aux rayons X durs.

Il est alors envisageable soit d'utiliser une gamme spectrale étendue (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, diffraction de Laüe), soit plus généralement de monochromatiser ce faisceau blanc pour ne travailler qu'avec une bande particulièrement étroite de fréquences lumineuses. Dans le cadre de certaines expériences, absorption de rayons X EXAFS ou XANES par exemple, la possibilité de faire fluctuer finement l'énergie du faisceau est un atout essentiel et sert à sonder exactement certaines transitions énergétiques.

Le rayonnement synchrotron est spécifiquement brillant (intense et focalisé), il peut l'être 10000 fois plus que la lumière solaire. Dans la gamme des rayons X durs, la faible divergence du faisceau permet la mise en œuvre de méthodes de micro-imagerie, à l'échelle de quelques fractions de micromètre sur les lignes les plus performantes (comme celles du synchrotron de Grenoble).

En outre, le rayonnement synchrotron est :

Applications

Les applications sont nombreuses :

Liens externes

Liste des synchrotrons

En France : - SOLEIL - ESRF


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