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Rayonnement synchrotron et applicationsARCHIVE | Réf : P2700 v2
Auteur(s) : Irène NENNER, Jean DOUCET, Hervé DEXPERT
Date de publication : 10 juil. 1996
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La lumière émise par des particules chargées, telles que des électrons ou des positrons (« électrons » chargés positivement) accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière, est appelée rayonnement synchrotron. Le principe de base de cette émission s’interprète bien dans la théorie des ondes électromagnétiques de Maxwell [1]. Toute particule chargée soumise à une accélération émet un rayonnement électromagnétique. Lorsque l’accélération est faible (approximation de mécanique classique), le rayonnement est émis, dans tout l’espace de manière isotrope et il est presque monochromatique ; c’est le cas des antennes radio (figure 1 a et 1 c). Au contraire, lorsque l’accélération est forte (approximation de mécanique relativiste), le rayonnement est émis exclusivement tangentiellement à la trajectoire des particules et sa distribution en énergie s’étend continûment sur plusieurs puissances de 10 en fréquence (figure 1 b et 1 d ). C’est le cas dans les accélérateurs de particules que sont les synchrotrons et les anneaux de stockage dans lesquels les particules, portées à des vitesses proches de celle de la lumière, se trouvent soumises à des accélérations centripètes très élevées produites par des champs magnétiques intenses qui incurvent leur trajectoire. L’émission est caractérisée, entre autres, par la longueur d’onde critique (en nm) définie par :
λc = 0,56 R/E3 = 1,86/BE2avec :
Donc, plus l’énergie des particules est élevée, plus λc est petit et plus le rayonnement émis se déplace vers les grandes énergies. Typiquement, l’anneau Super-ACO (LURE-Orsay) fonctionne avec une énergie de 0,8 GeV...
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