Sinhrotronski svetlobni vir
Sinhrotronski vir svetlobe je vir elektromagnetnega sevanja, ki ga proizvaja sinhrotron. Sevanje se lahko umetno proizvaja v znanstvene in tehnične namene s specializiranimi pospeševalniki delcev, običajno s pospeševanjem elektronov. Ko je žarek visokoenergijskih elektronov ustvarjen, se usmeri v pomožne komponente, kot so upogibni magneti in vstavne naprave (undulatorji ali wigglerji) v shranjevalnih obročih in laserji na proste elektrone. Ti zagotavljajo močna magnetna polja, ki so pravokotna na žarek in so potrebna za pretvorbo energije visokoenergijskih elektronov v svetlobo ali drugo obliko elektronsko-magnetnega sevanja.
Sinhrotronsko sevanje se lahko pojavlja v pospeševalnikih kot motnja pri poskusih v fiziki delcev ali namensko za številne laboratorijske namene. Elektroni se v več stopnjah pospešijo na visoke hitrosti, da dosežejo končno energijo, ki je lahko v območju GeV. V Velikem hadronskem trkalniku (LHC) sevanje z naraščajočo amplitudo in frekvenco proizvajajo tudi snopi protonov, ko se pospešujejo v vakuumskem polju, pri čemer nastajajo fotoelektroni. Fotoelektroni nato iz sten cevi ustvarjajo sekundarne elektrone z naraščajočo frekvenco in gostoto do 7x1010. Vsak proton lahko zaradi tega pojava izgubi 6,7 keV na obrat. Elektronski in protonski sinhrotron sta torej lahko vir svetlobe.
Sinhrotronska svetloba se uporablja predvsem v fiziki kondenzirane snovi, znanosti o materialih, biologiji in medicini. Številni poskusi s sinhrotronsko svetlobo raziskujejo strukturo snovi od subnanometrske ravni elektronske strukture do mikrometrske in milimetrske ravni. To je pomembno pri medicinskem slikanju. Primer praktične industrijske uporabe je izdelava mikrostruktur s postopkom litografije, galvanizacije in oblikovanja (LIGA).
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je sinhrotronski vir svetlobe?
O: Sinhrotronski vir svetlobe je vir elektromagnetnega sevanja, ki ga proizvaja specializiran pospeševalnik delcev, običajno s pospeševanjem elektronov.
V: Kako se ustvarijo močna magnetna polja, da se energija visokoenergijskih elektronov pretvori v svetlobo ali druge oblike elektromagnetnega sevanja?
O: Močna magnetna polja ustvarjajo pomožne komponente, kot so upogibni magneti in vstavne naprave (undulatorji ali wigglerji) v shranjevalnih obročih in laserjih na proste elektrone. Te zagotavljajo močna magnetna polja, ki so pravokotna na žarek in so potrebna za pretvorbo energije visokoenergijskih elektronov v svetlobo ali drugo obliko elektronsko-magnetnega sevanja.
V: Katere vrste delcev lahko pospešimo v sinhrotronu?
O: Elektroni se lahko pospešijo do visokih hitrosti v več stopnjah, da se doseže končna energija, ki je lahko v območju GeV. Poleg tega snopi protonov pri pospeševanju v vakuumskem polju proizvajajo sevanje z naraščajočo amplitudo in frekvenco, pri čemer nastajajo fotoelektroni.
V: Katere vrste uporabe ima sinhrotronska svetloba?
O: Sinhrotronska svetloba se uporablja predvsem v fiziki kondenzirane snovi, znanosti o materialih, biologiji in medicini. Številni poskusi, pri katerih se uporablja sinhrotronska svetloba, raziskujejo strukturo snovi od subnanometrske ravni elektronske strukture do mikrometrske in milimetrske ravni. To je pomembno pri medicinskem slikanju. Primer praktične industrijske uporabe je izdelava mikrostruktur s postopkom litografije, galvanizacije in oblikovanja (LIGA).
V: Koliko energije izgubi vsak proton na en obrat zaradi tega pojava?
O: Vsak proton lahko zaradi tega pojava izgubi 6,7 keV na obrat.
V: Katere vrste pospeševalnikov običajno proizvajajo te vire?
O: Sinhrotronske vire svetlobe običajno proizvajajo specializirani pospeševalniki delcev, kot so skladiščni obroči in laserji na proste elektrone.
