SYNCHROTRON RAYONNEMENT

L'application du rayonnement synchrotron

Pendant longtemps, le domaine des rayons X a été caractérisé par des sources peu brillantes (tubes à rayons X) et par une optique peu performante puisque les rayons X n'étant pas réfractés par les matériaux, il n'était pas possible de faire des lentilles comme dans le visible. Les ondulateurs (structures métalliques, de quelques mètres de longueur, présentant un champ magnétique périodique et que l'on installe sur les sections droites des anneaux de stockage) donnaient des gains en brillance de l'ordre de 1010 par rapport au tube à rayons X. En outre, des lentilles de Fresnel dans le domaine des rayons X mous nous permettent de focaliser sur un diamètre de 30 nanomètres et des zones de Bragg-Fresnel dans la région 5-50 kiloélectronvolts sur moins de 1 micromètre.

En 1993, il a été montré à l'E.S.R.F. (European Synchrotron Radiation Facility) de Grenoble que la lumière émise par un ondulateur, après monochromatisation et passage à travers un trou de 4 micromètres, est parfaitement cohérente. Cela veut dire que des expériences faites dans le visible avec des lasers deviennent possibles à 10 kiloélectronvolts.

Utilisation en physique

Ce rayonnement donne une impulsion nouvelle à l'étude de phénomènes fondamentaux : étude des électrons des couches atomiques profondes et de leurs corrélations dans les atomes, détermination directe de la structure de bandes des solides, détermination de la bande interdite (gap) dans les supraconducteurs à haute température, des propriétés électroniques des surfaces ou des liaisons chimiques d'absorbats, étude des molécules simples n'absorbant que dans l'ultraviolet lointain et de leur évolution photochimique (dissociation, ionisation, recombinaison directe). Ces études font appel à des méthodes spectroscopiques diverses, adaptées à ces longueurs d'onde : absorption, réflectivité, fluorescence, analyse énergétique et analyse des photoélectrons et des photons ions, ou encore diffraction, diffusion inélastique et diffusi [...]

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Brillance du rayonnement synchrotron

Brillance du rayonnement synchrotron
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Émission synchrotron d'un électron accéléré

Émission synchrotron d'un électron accéléré
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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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

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Pour citer l’article

Yves FARGE, Marie-Paule LEVEL, Paul MORIN, Yves PETROFF, « SYNCHROTRON RAYONNEMENT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 février 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-synchrotron/