Fuente de luz de sincrotrón
Una fuente de luz de sincrotrón es una fuente de radiación electromagnética producida por un sincrotrón. La radiación puede producirse artificialmente con fines científicos y técnicos mediante aceleradores de partículas especializados, normalmente acelerando electrones. Una vez generado el haz de electrones de alta energía, se dirige a componentes auxiliares como imanes de curvatura y dispositivos de inserción (onduladores o wigglers) en anillos de almacenamiento y láseres de electrones libres. Éstos suministran los fuertes campos magnéticos perpendiculares al haz que se necesitan para convertir la energía de los electrones de alta energía en luz u otra forma de radiación electromagnética.
La radiación de sincrotrón puede producirse en los aceleradores, ya sea como una molestia en los experimentos de física de partículas, o a propósito para muchos usos de laboratorio. Los electrones se aceleran a altas velocidades en varias etapas para alcanzar una energía final que puede estar en el rango de los GeV. En el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), los racimos de protones también producen la radiación en amplitud y frecuencia crecientes a medida que se aceleran en el campo del vacío, haciendo fotoelectrones. Los fotoelectrones hacen entonces electrones secundarios de las paredes del tubo con frecuencia y densidad crecientes hasta 7x1010. Cada protón puede perder 6,7keV por vuelta debido a este fenómeno. Por tanto, tanto los sincrotrones de electrones como los de protones pueden ser una fuente de luz.
Las principales aplicaciones de la luz de sincrotrón son la física de la materia condensada, la ciencia de los materiales, la biología y la medicina. Muchos experimentos que utilizan la luz de sincrotrón examinan la estructura de la materia desde el nivel subnanométrico de la estructura electrónica hasta el nivel micrométrico y milimétrico. Esto es importante en la obtención de imágenes médicas. Un ejemplo de aplicación industrial práctica es la fabricación de microestructuras mediante el proceso de litografía, galvanoplastia y moldeo (LIGA).
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es una fuente de luz de sincrotrón?
R: Una fuente de luz de sincrotrón es una fuente de radiación electromagnética producida por un acelerador de partículas especializado, normalmente mediante la aceleración de electrones.
P: ¿Cómo se crean los campos magnéticos fuertes para convertir la energía de los electrones de alta energía en luz u otras formas de radiación electromagnética?
R: Los campos magnéticos fuertes son creados por componentes auxiliares como los imanes curvadores y los dispositivos de inserción (onduladores o wigglers) en los anillos de almacenamiento y los láseres de electrones libres. Estos suministran los fuertes campos magnéticos perpendiculares al haz que se necesitan para convertir la energía de los electrones de alta energía en luz o en alguna otra forma de radiación electronmagnética.
P: ¿Qué tipo de partículas pueden acelerarse en un sincrotrón?
R: Los electrones pueden acelerarse a altas velocidades en varias etapas para alcanzar una energía final que puede situarse en el rango de los GeV. Además, los haces de protones también producen radiaciones de amplitud y frecuencia crecientes a medida que se aceleran en el campo de vacío, produciendo fotoelectrones.
P: ¿Qué tipos de aplicaciones tiene la luz de sincrotrón?
R: Las principales aplicaciones de la luz de sincrotrón se encuentran en la física de la materia condensada, la ciencia de los materiales, la biología y la medicina. Muchos experimentos que utilizan luz de sincrotrón sondean la estructura de la materia desde el nivel subnanométrico de la estructura electrónica hasta el nivel micrométrico y milimétrico. Esto es importante en la obtención de imágenes médicas. Un ejemplo de aplicación industrial práctica es la fabricación de microestructuras mediante el proceso de litografía, galvanoplastia y moldeo (LIGA).
P: ¿Cuánta energía pierde cada protón por vuelta debido a este fenómeno?
R: Cada protón puede perder 6,7 keV por vuelta debido a este fenómeno.
P: ¿Qué tipo de aceleradores suelen producir estas fuentes?
R: Las fuentes de luz de sincrotrón suelen ser producidas por aceleradores de partículas especializados como los anillos de almacenamiento y los láseres de electrones libres
