Fonte de luz Synchrotron
Uma fonte de luz synchrotron é uma fonte de radiação eletromagnética produzida por um synchrotron. A radiação pode ser produzida artificialmente para fins científicos e técnicos por aceleradores de partículas especializados, tipicamente acelerando elétrons. Uma vez gerado o feixe de elétrons de alta energia, ele é direcionado para componentes auxiliares como ímãs de flexão e dispositivos de inserção (onduladores ou perfuradores) em anéis de armazenamento e lasers deelétrons livres. Estes fornecem os fortes campos magnéticos perpendiculares ao feixe que são necessários para converter a energia eletrônica de alta energia em luz ou alguma outra forma de radiação eletromagnética.
A radiação sincrotrônica pode ocorrer em aceleradores, seja como um incômodo em experimentos de física de partículas, seja de propósito para muitos usos laboratoriais. Os elétrons são acelerados a altas velocidades em vários estágios para atingir uma energia final que pode estar na faixa GeV. No Grande Colisor de Hadron (LHC), os feixes de prótons também produzem a radiação em amplitude e freqüência crescentes à medida que aceleram no campo de vácuo, fazendo fotoelétrons. Os fotoelétrons produzem então elétrons secundários das paredes dos tubos com freqüência e densidade crescentes até 7x1010. Cada próton pode perder 6,7keV por volta devido a este fenômeno. Assim, tanto os elétrons sincrotrônicos como os prótons sincrotrônicos podem ser uma fonte de luz.
As principais aplicações da luz sincrotrônica são em física da matéria condensada, ciência dos materiais, biologia e medicina. Muitas experiências utilizando luz synchrotron sondam a estrutura da matéria desde o nível sub-nanométrico da estrutura eletrônica até o nível micrômetro e milímetro. Isto é importante em imagens médicas. Um exemplo de uma aplicação industrial prática é a fabricação de microestruturas pelo processo Litografia, Eletrodeposição e Moldagem (LIGA).
Perguntas e Respostas
P: O que é uma fonte de luz sincrotrônica?
R: Uma fonte de luz sincrotrônica é uma fonte de radiação eletromagnética produzida por um acelerador de partículas especializado, tipicamente através da aceleração dos elétrons.
P: Como são criados fortes campos magnéticos para converter a energia eletrônica de alta energia em luz ou outras formas de radiação eletromagnética?
R: Fortes campos magnéticos são criados por componentes auxiliares tais como ímãs de flexão e dispositivos de inserção (onduladores ou perfuradores) em anéis de armazenamento e lasers de elétrons livres. Estes fornecem os fortes campos magnéticos perpendiculares ao feixe que são necessários para converter a energia eletrônica de alta energia em luz ou em alguma outra forma de radiação eletromagnética.
P: Que tipo de partículas podem ser aceleradas em um sincrotrão?
R: Os elétrons podem ser acelerados a altas velocidades em vários estágios para se obter uma energia final que pode estar na faixa GeV. Além disso, os cachos de prótons também produzem radiação em amplitude e freqüência crescentes à medida que aceleram no campo de vácuo, fazendo fotoelétrons.
P: Que tipos de aplicações a luz sincrotrônica tem?
R: As principais aplicações da luz sincrotrônica são em física da matéria condensada, ciência dos materiais, biologia e medicina. Muitas experiências usando luz synchrotron sondam a estrutura da matéria desde o nível sub-nanométrico da estrutura eletrônica até o nível do micrômetro e do milímetro. Isso é importante em imagens médicas. Um exemplo de uma aplicação industrial prática é a fabricação de microestruturas pelo processo de Litografia, Eletrodeposição e Moldagem (LIGA).
P: Quanto energia cada próton perde por vez devido a esse fenômeno?
R: Cada protão pode perder 6,7keV por volta devido a esse fenômeno.
P: Que tipo de aceleradores normalmente produzem essas fontes?
R: Fontes de luz sincrotrônica são tipicamente produzidas por aceleradores de partículas especializados, tais como anéis de armazenamento e lasers de elétrons livres.
