مصدر ضوء سنكروترني

Synchrotron radiation reflecting from a terbium crystal at the Daresbury Synchrotron Radiation Source, 1990

مصادر الضوء السنكروترني Synchrotron light sources، تصدر عن الجسيمات المشحونة كهربائياً مثل الإلكترونات والبروتونات المتسارعة سواء كان التسارع خطياً يزيد من قيمة السرعة، أم ناظمياً على المسار يغير من اتجاه هذه السرعة، وسواء كانت في الخلاء أم في المادة (كما في سلك الهوائي) إشعاعات كهرمغناطيسية يعتمد توزع شدتها وفق الاتجاهات وتواترها على هذا التسارع وعلى سرعتها.

خصائص المصادر

High bleftness and high intensity, many orders of magnitude more than with X-rays produced in conventional X-ray tubes
High level of polarization (linear, elliptical or circular)
High collimation, i.e. small angular divergence of the beam
Low emittance, i.e. the product of source cross section and solid angle of emission is small
Wide tunability in energy/wavelength by monochromatization (sub-electronvolt up to the megaelectronvolt range)
High brilliance, exceeding other natural and artificial light sources by many orders of magnitude: 3rd generation sources typically have a brilliance larger than 10¹⁸ photons/s/mm²/mrad²/0.1%BW,نطقب:Vague where 0.1%BW denotes a bandwidth 10⁻³w centered around the frequency w.
Pulsed light emission (pulse durations at or below one nanosecond, or a billionth of a second).

الإشعاع السنكروترني من المعجلات

توزع الإشعاعات الكهرومغناطيسية يأخذ شكلاً حادّا حينما تقترب سرعة الجسيمات من سرعة الضوء لتولّد الإشعاع السنكروتروني، الذي لوحظ للمرة الأولى عام 1947 عياناً في مسرّع دائري للإلكترونات معروف بالسنكروترون يستعمل حقلاً مغنطيسياً لجعل الجسيمات تسير دائرياً وحقلاً كهربائياً لتعويض الضياعات عند جميع دورة. وكان هذا الإشعاع يعدّ أحد أنواع الضياعات التي يجب تعويضها لتبقى الجسيمات في مساراتها. غير حتى ميزات هذا الإشعاع الفريدة جعلته أداة مفيدة في كثير من مجالات الفيزياء وعلوم الحياة. إذا أبرز ما يميّز هذا الإشعاع كونه عالي الاستقطابية polarization ومستمراً واعتماد تواتره، وشدته على الحقل المغنطيسي الذي يجعل حركة الجسيمات متموّجة فتصدره، فهوخلافاً للإشعاعات الحرارية لا يعتمد على درجة حرارة المنبع.

إن التشابه بين عملية توليد هذا الإشعاع على الأرض ومحاكاة تلك المشاهدة في بعض المجرّات يسهم في فهم ما يحدث لها.