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SYNCHROTRON RAYONNEMENT

Le principe du synchrotron

Émission synchrotron d'un électron accéléré

Émission synchrotron d'un électron accéléré

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.

— Marie-Paule LEVEL

— Paul MORIN

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Écrit par

  • : directeur scientifique chez Pechiney, Paris
  • : directrice adjointe, division sources, synchrotron SOLEIL
  • : directeur scientifique adjoint, division expériences, synchrotron SOLEIL
  • : directeur de l'European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Brillance du rayonnement synchrotron

Brillance du rayonnement synchrotron

Émission synchrotron d'un électron accéléré

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Autres références

  • 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,...
  • 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...

  • ESRF (European Synchrotron Radiation Facility)

    • Écrit par Jean-Louis LACLARE
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    L'E.S.R.F. (European Synchrotron Radiation Facility), ou Installation européenne de rayonnement synchrotron, est située à l'entrée de Grenoble, au confluent du Drac et de l'Isère.

    L'idée de la mise en place de ce synchrotron remonte à l'année 1975 : le professeur H. Maier-Leibnitz,...

  • EUROPEAN XFEL (laser européen à électrons libres et à rayons X)

    • Écrit par Gabriel GACHELIN
    • 1 422 mots
    • 4 médias
    ...viscosité (comme les protéines du cristallin de l’œil), on a eu recours à partir des années 1980 à des rayons X beaucoup plus énergétiques produits par des synchrotrons (rayonnement synchrotron). L’une de ces machines (Doris III) est installée depuis 1974 sur le site de la Deutsches Elektronen Synchrotron...
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Voir aussi