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Qu'est-ce que le rayonnement synchrotron ?

Dossier - Synchrotron-Soleil, accélérateur de particules du futur
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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.

  
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Le rayonnement synchrotron est un rayonnement lumineux émis par des électrons qui tournent dans un anneau de stockage.

Le rayonnement synchrotron de SOLEIL sera émis essentiellement de l'infrarouge (1 eV) aux rayons X durs (50 keV) pour une énergie des électrons dans l'anneau de 2,75 GeV. Cette lumière est si intense (10000 fois plus intense que la lumière solaire) qu'elle pénètre la matière dans ses plus intimes recoins : les photons émis viennent frapper une cible, un objet, une matière, une molécule et permettent ainsi de l'étudier.

L'émission de rayonnement dépend de la vitesse des électrons.

Si l'électron est non relativiste (sa vitesse est bien inférieure à celle de la lumière), l'émission de rayonnement est isotrope autour de la direction d'accélération. Nous pouvons comparer cette émission de lumière à celle d'un dipôle classique comme par exemple une antenne radio d'axe horizontale.

Si l'électron est relativiste (sa vitesse est proche de celle de la lumière, ce qui est le cas dans un synchrotron), l'émission de rayonnement se fait tangentiellement à la trajectoire et le faisceau est très collimaté. Cette émission nous apparaît comme celle d'un phare de voiture qui ne s'allumerait que dans les tournants.