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Comment fonctionne "Soleil" ?

Dossier - Synchrotron-Soleil, accélérateur de particules du futur
DossierClassé sous :physique , Matière , synchrotron

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SOLEIL est une source de lumière extrêmement puissante qui permet d'explorer la matière, inerte ou vivante. Plus concrètement, c'est un accélérateur de particules qui produit un rayonnement synchrotron.

  
DossiersSynchrotron-Soleil, accélérateur de particules du futur
 

Les équipements de base de SOLEIL sont l'accélérateur linéaire, le booster et l'anneau de stockage, dans lequel est produit le rayonnement synchrotron.

Un faisceau d'électrons fin comme un cheveu est d'abord accéléré dans un accélérateur linéaire (1), un Linac de 27 mètres où il atteint la vitesse de la lumière.

Après cette première accélération, le faisceau d'électrons est dirigé vers un deuxième injecteur appelé booster (2) qui porte leur énergie à la valeur de fonctionnement de SOLEIL soit 2,75 GeV.

Ayant atteint 2,75 GeV grâce aux deux accélérateurs, les électrons sont injectés dans l'anneau de stockage de 364 mètres de circonférence (3).

Fonctions de "Soleil"

Le faisceau d'électrons tourne dans l'anneau de stockage, où sont installés différents dispositifs magnétiques : les aimants de courbure (4) dans les sections courbes, les quadrupôles et sextupôles (5), les wigglers et les onduleurs (6) dans les sections droites. A chaque passage dans les dispositifs magnétiques, les électrons sont accélérés et perdent de l'énergie sous forme d'une lumière particulière appelée « rayonnement synchrotron ».

L'énergie perdue par les électrons en émettant le rayonnement synchrotron est compensée par une ou plusieurs cavités radiofréquence RF (non représentées sur la figure).

Le rayonnement synchrotron, produit dans les aimants de courbures et les éléments d'insertion (onduleurs et Wiggler), est dirigée par des systèmes optiques vers les stations expérimentales. Chaque ligne de lumière (7) constitue un véritable laboratoire de biologie, chimie, sciences de la Terre...