SYNCHROTRON RAYONNEMENT
Le principe du synchrotron
Émission synchrotron d'un électron accéléré
Encyclopædia Universalis France
Lorsqu'un électron est accéléré dans un aimant de courbure et que sa vitesse est bien inférieure à celle de la lumière, il émet un rayonnement très peu énergétique dans presque toutes les directions (fig. 2a). En revanche, si sa vitesse est proche de celle de la lumière, le rayonnement est beaucoup plus intense, et est émis dans un cône très étroit, tangent à la trajectoire (fig. 2b). C'est dans ces conditions que le champ électromagnétique et la puissance rayonnée sont à leur maximum. Le rayonnement émis introduit un « bruit » aussi bien dans l'énergie que dans la fréquence de révolution, ce qui élargit les raies jusqu'à donner un spectre continu. Le flux du rayonnement (le nombre de photons émis par seconde) suit une loi universelle et est proportionnel à l'énergie et à l'intensité du faisceau d'électrons. Son caractère parfaitement calculable en fait d'ailleurs un outil de choix pour la métrologie.
Les onduleurs, dispositifs périodiques de longueur d'onde λ0 insérés dans les sections droites des anneaux de stockage, ont permis d'augmenter énormément le flux émis (jusqu'à quatre ordres de grandeur). Cela a été rendu possible en faisant osciller sinusoïdalement la trajectoire des électrons suivant la même longueur d'onde λ0 conduisant à un phénomène d'interférences constructives pour certaines longueurs d'onde de photons (proportionnelles à λ0 et aux premières harmoniques). De plus, l'émission est d'autant plus concentrée que le nombre d'oscillations est élevé. En jouant sur la période, on peut ainsi couvrir un très large domaine d'énergie.
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Écrit par
- Yves FARGE : directeur scientifique chez Pechiney, Paris
- Marie-Paule LEVEL : directrice adjointe, division sources, synchrotron SOLEIL
- Paul MORIN : directeur scientifique adjoint, division expériences, synchrotron SOLEIL
- Yves PETROFF : directeur de l'European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble
Classification
Pour citer cet article
Yves FARGE, Marie-Paule LEVEL, Paul MORIN et Yves PETROFF. SYNCHROTRON RAYONNEMENT [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Brillance du rayonnement synchrotron
Encyclopædia Universalis France
Émission synchrotron d'un électron accéléré
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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ACCÉLÉRATEURS DE PARTICULES
- Écrit par Michel CROZON, Jean-Louis LACLARE
- 3 528 mots
- 3 médias
...élémentaires, parce que de trop faible énergie, sont tout d'abord utilisés de façon parasitaire et ensuite totalement accaparés par les utilisateurs de lumière synchrotron. Cette lumière, dont le spectre couvre une large gamme de longueur d'ondes, du visible aux rayons γ, est émise par les particules... -
CRISTAUX
- Écrit par Marc AUDIER, Michel DUNEAU
- 7 291 mots
- 2 médias
...excités émettent un rayonnement X. L'intensité de ce type de source a ensuite été accrue grâce à un dispositif d'anode tournante refroidie. Aujourd'hui, le rayonnement synchrotron, qui résulte du « freinage » d'électrons de très haute énergie circulant dans un anneau de plusieurs dizaines de mètres de diamètre,... -
ÉLECTRONS
- Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Bernard PIRE
- 6 657 mots
- 5 médias
...fondamentale. La structure en harmoniques du rayonnement s'efface dans une émission avec des fréquences variant de façon continue : c'est ce qu'on appelle le rayonnement synchrotron. Un électron en mouvement circulaire a une énergie beaucoup plus élevée que celle de sa masse, donc avec γ = E/mc2 grand ;... -
ÉMISSION RADIO DE LA GALAXIE
- Écrit par James LEQUEUX
- 272 mots
Grâce aux antennes très sensibles qu'il a construites, l'Américain Karl Guthe Jansky, ingénieur aux Bell Telephone Laboratories, étudie dès la fin des années 1920 l'effet de l'atmosphère sur la transmission des ondes radio. Il constate en 1931 qu'un bruit radio (c'est-à-dire une émission...
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Voir aussi
