Synchrotronový zdroj světla
Synchrotronový zdroj světla je zdroj elektromagnetického záření produkovaného synchrotronem. Toto záření může být uměle vytvářeno pro vědecké a technické účely pomocí specializovaných urychlovačů částic, obvykle urychlováním elektronů. Po vytvoření svazku elektronů s vysokou energií je tento svazek nasměrován do pomocných komponent, jako jsou ohýbací magnety a vkládací zařízení (undulátory nebo wigglery) v zásobníkových kruzích a lasery na volných elektronech. Ty dodávají silná magnetická pole kolmá na svazek, která jsou potřebná k přeměně vysokoenergetické energie elektronů na světlo nebo jinou formu elektronmagnetického záření.
Synchrotronové záření se může v urychlovačích vyskytovat buď jako rušivý element při experimentech v oblasti fyziky částic, nebo záměrně pro mnoho laboratorních účelů. Elektrony jsou urychlovány na vysoké rychlosti v několika stupních, aby bylo dosaženo konečné energie, která může být v rozsahu GeV. Ve Velkém hadronovém urychlovači (LHC) produkují toto záření se zvyšující se amplitudou a frekvencí také svazky protonů, které se urychlují ve vakuovém poli a vytvářejí fotoelektrony. Fotoelektrony pak vytvářejí sekundární elektrony ze stěn trubic s rostoucí frekvencí a hustotou až 7x1010. Každý proton může v důsledku tohoto jevu ztratit 6,7keV na jednu otáčku. Elektronové i protonové synchrotrony tedy mohou být zdrojem světla.
Hlavní aplikace synchrotronového světla jsou ve fyzice kondenzovaných látek, materiálové vědě, biologii a medicíně. Mnoho experimentů využívajících synchrotronové světlo zkoumá strukturu hmoty od subnanometrové úrovně elektronické struktury až po mikrometrovou a milimetrovou úroveň. To je důležité pro lékařské zobrazování. Příkladem praktického průmyslového využití je výroba mikrostruktur pomocí procesu litografie, galvanického pokovování a lisování (LIGA).
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to synchrotronový zdroj světla?
Odpověď: Synchrotronový zdroj světla je zdroj elektromagnetického záření, které vzniká ve specializovaném urychlovači částic, obvykle urychlováním elektronů.
Otázka: Jak se vytvářejí silná magnetická pole, která přeměňují energii vysokoenergetických elektronů na světlo nebo jiné formy elektromagnetického záření?
Odpověď: Silná magnetická pole se vytvářejí pomocí pomocných komponent, jako jsou ohýbací magnety a vkládací zařízení (undulátory nebo wigglery) v zásobníkových kruzích a lasery na volných elektronech. Ty vytvářejí silná magnetická pole kolmá na paprsek, která jsou potřebná k přeměně vysokoenergetické energie elektronů na světlo nebo jinou formu elektromagnetického záření.
Otázka: Jaký typ částic lze v synchrotronu urychlit?
Odpověď: Elektrony lze urychlovat na vysoké rychlosti v několika stupních, aby se dosáhlo konečné energie, která může být v rozmezí GeV. Kromě toho svazky protonů při urychlování ve vakuovém poli také produkují záření se zvyšující se amplitudou a frekvencí a vytvářejí fotoelektrony.
Otázka: Jaké typy využití má synchrotronové světlo?
Odpověď: Hlavní aplikace synchrotronového světla jsou ve fyzice kondenzovaných látek, materiálové vědě, biologii a medicíně. Mnoho experimentů využívajících synchrotronové světlo zkoumá strukturu hmoty od subnanometrové úrovně elektronické struktury až po mikrometrovou a milimetrovou úroveň. To je důležité pro lékařské zobrazování. Příkladem praktického průmyslového využití je výroba mikrostruktur pomocí procesu litografie, galvanického pokovování a lisování (LIGA).
Otázka: Kolik energie ztratí každý proton při jedné otáčce v důsledku tohoto jevu?
Odpověď: Každý proton může v důsledku tohoto jevu ztratit 6,7keV na jednu otáčku.
Otázka: Jaký typ urychlovačů obvykle vytváří tyto zdroje?
Odpověď: Synchrotronové zdroje světla jsou obvykle vyráběny specializovanými urychlovači částic, jako jsou zásobní prstence a lasery na volných elektronech.
