[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2017\/03\/28\/promieniowanie-synchrotronowe-wikipedia-wolna-encyklopedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2017\/03\/28\/promieniowanie-synchrotronowe-wikipedia-wolna-encyklopedia\/","headline":"Promieniowanie synchrotronowe \u2013 Wikipedia, wolna encyklopedia","name":"Promieniowanie synchrotronowe \u2013 Wikipedia, wolna encyklopedia","description":"Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Schemat generowania promieniowania synchrotronowego Promieniowanie synchrotronowe, promieniowanie betatronowe[1] \u2013 promieniowanie elektromagnetyczne o charakterze nietermicznym, podobne do","datePublished":"2017-03-28","dateModified":"2017-03-28","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c9645c498c9701c88b89b8537773dd7c?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c9645c498c9701c88b89b8537773dd7c?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/5\/58\/Syncrotron.png\/220px-Syncrotron.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/5\/58\/Syncrotron.png\/220px-Syncrotron.png","height":"127","width":"220"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2017\/03\/28\/promieniowanie-synchrotronowe-wikipedia-wolna-encyklopedia\/","wordCount":1828,"articleBody":"Z Wikipedii, wolnej encyklopedii  Schemat generowania promieniowania synchrotronowego  Promieniowanie synchrotronowe, promieniowanie betatronowe[1] \u2013 promieniowanie elektromagnetyczne o charakterze nietermicznym, podobne do promieniowania cyklotronowego, lecz generowane przez na\u0142adowane cz\u0105stki (g\u0142\u00f3wnie elektrony) poruszaj\u0105ce si\u0119 w polu magnetycznym z pr\u0119dko\u015bci\u0105 blisk\u0105 pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni, w wyniku czego s\u0105 przyspieszane po krzywoliniowych torach. Mo\u017cna je uzyska\u0107 sztucznie w pier\u015bcieniach akumulacyjnych synchrotron\u00f3w lub naturalnie w wyniku szybkiego ruchu elektron\u00f3w przez pola magnetyczne w przestrzeni kosmicznej. Promieniowanie synchrotronowe zawiera typowo pasma podczerwone, widzialne, ultrafioletu oraz X.  Teori\u0119 promieniowania synchrotronowego opracowa\u0142 radziecki fizyk-teoretyk pochodzenia ukrai\u0144skiego Dmytro Iwanenko.Promieniowanie synchrotronowe z pier\u015bcieni akumulacyjnych[edytuj | edytuj kod]Promieniowanie synchrotronowe charakteryzuje si\u0119:wysok\u0105 jasno\u015bci\u0105 i intensywno\u015bci\u0105, wiele rz\u0119d\u00f3w wielko\u015bci wi\u0119ksz\u0105 ni\u017c w przypadku konwencjonalnych lamp rentgenowskich,wysok\u0105 \u015bwiat\u0142o\u015bci\u0105, przekraczaj\u0105c\u0105 wszelkie inne sztuczne czy te\u017c naturalne \u017ar\u00f3d\u0142a o wiele rz\u0119d\u00f3w wielko\u015bci: typowe \u017ar\u00f3d\u0142a trzeciej generacji maj\u0105 \u015bwiat\u0142o\u015b\u0107 wi\u0119ksz\u0105 ni\u017c:  1018fotons\u22c5mm2\u22c5mrad2\u22c50,1%BW{displaystyle {frac {10^{18}operatorname {foton} }{operatorname {s} cdot operatorname {mm} ^{2}cdot operatorname {mrad} ^{2}cdot 0,1%operatorname {BW} }}}gdzie 0,1%BW{displaystyle 0,1%mathrm {BW} } odpowiada szeroko\u015bci pasma 10\u22123\u03c9{displaystyle 10^{-3omega }} o cz\u0119stotliwo\u015bci \u03c9,wysok\u0105 kolimacj\u0105, to znaczy ma\u0142ym k\u0105tem dywergencji (rozbie\u017cno\u015bci) wi\u0105zki,nisk\u0105 emitancj\u0105, czyli niewielkim przekrojem \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a i ma\u0142ym k\u0105tem przestrzennym,wytwarzaniem foton\u00f3w o szerokim zakresie energii, od kilku do kilku tysi\u0119cy elektronowolt\u00f3w,wysokim stopniem polaryzacji (liniowej lub eliptycznej),emisj\u0105 w bardzo niewielkich przedzia\u0142ach czasu (rz\u0119du nanosekundy lub poni\u017cej, czyli miliardowe cz\u0119\u015bci sekundy).Elektrony s\u0105 przyspieszane na kilku etapach, aby m\u00f3c osi\u0105gn\u0105\u0107 ko\u0144cow\u0105 energi\u0119 rz\u0119du gigaelektronowolt\u00f3w (GeV). Elektrony znajduj\u0105 si\u0119 wewn\u0105trz pier\u015bcienia z pr\u00f3\u017cni\u0105 i poruszaj\u0105 si\u0119 po zamkni\u0119tym obwodzie, przez to okr\u0105\u017caj\u0105c pier\u015bcie\u0144 ogromn\u0105 liczb\u0119 razy. Tor ruchu elektron\u00f3w po obwodzie jest wymuszony przez pot\u0119\u017cne pola elektromagnetyczne. Elektromagnetyzm s\u0142u\u017cy skupianiu wi\u0105zki \u0142adunk\u00f3w, kt\u00f3rych jednoimienno\u015b\u0107 powoduje wzajemne odpychanie (zgodnie z prawem Coulomba). Zmiana kierunku jest form\u0105 przyspieszenia i st\u0105d elektrony emituj\u0105 promieniowanie o energii rz\u0119du gigaelektronowolt\u00f3w. Wyst\u0119puje tu podobie\u0144stwo do radionadajnik\u00f3w, lecz z t\u0105 r\u00f3\u017cnic\u0105, \u017ce takie przyspieszenie zmienia obserwowan\u0105 cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 o czynnik \u03b3, zgodnie z efektem Dopplera. Kolejnym znacz\u0105cym efektem relatywistycznym jest to, \u017ce wz\u00f3r promieniowania tak\u017ce odbiega od izotropowego wzoru dipola oczekiwanego z nierelatywistycznej teorii, daj\u0105c skrajnie skierowany do przodu sto\u017cek promieniowania. To sprawia, \u017ce promieniowanie synchrotronowe jest jednym z najja\u015bniejszych \u017ar\u00f3de\u0142 promieniowania X. Przyspieszenie w geometrii p\u0142askiej powoduje, \u017ce promieniowanie jest spolaryzowane liniowo, gdy obserwowane w p\u0142aszczy\u017anie orbitalnej oraz spolaryzowane ko\u0142owo, gdy obserwowane przy niewielkim k\u0105cie do tej p\u0142aszczyzny.Wzrastaj\u0105ca spo\u0142eczno\u015b\u0107 naukowa zacz\u0119\u0142a sobie zdawa\u0107 spraw\u0119 z zalet u\u017cywania promieniowania synchrotronowego w badaniach spektroskopowych i dyfrakcyjnych pocz\u0105wszy od lat 60 i 70. Na pocz\u0105tku pier\u015bcienie akumulacyjne by\u0142y budowane dla cel\u00f3w fizyki cz\u0105stek, a promieniowanie synchrotronowe by\u0142o uzyskiwane przy okazji, gdy uginane promieniowanie elektromagnetyczne musia\u0142o by\u0107 wydobyte przez dodatkowo wywiercone dziury.Z czasem, gdy zastosowanie promieniowania synchrotronowego stawa\u0142o si\u0119 coraz cz\u0119stsze i bardziej obiecuj\u0105ce, zacz\u0119to wbudowywa\u0107 w istniej\u0105ce pier\u015bcienie urz\u0105dzenia, kt\u00f3re poprawia\u0142y nat\u0119\u017cenie promieniowania synchrotronowego. Synchrotrony trzeciej generacji zosta\u0142y od pocz\u0105tku przemy\u015blane i zoptymalizowane dla uzyskania promieniowania X o wysokiej jasno\u015bci.Dzia\u0142aj\u0105 ju\u017c \u017ar\u00f3d\u0142a czwartej generacji promieniowania synchrotronowego \u2013 lasery rentgenowskie.W 2019 r. najsilniejszym \u017ar\u00f3d\u0142em synchrotronowego sp\u00f3jnego promieniowania by\u0142 znajduj\u0105cy si\u0119 w hamburgu European XFEL. Wcze\u015bniej w Hamburgu by\u0142 laser FLASH wytwarzaj\u0105cy impulsy monochromatycznego promieniowania w zakresie XUV-SX (skrajnego ultrafioletu pr\u00f3\u017cniowego do mi\u0119kkiego promieniowania rentgenowskiego) o mocy szczytowej w impulsie dochodz\u0105cej do 1 GW. Szczytowe nat\u0119\u017cenie w impulsie osi\u0105ga\u0107 mo\u017ce warto\u015bci ponad 9 rz\u0119d\u00f3w wielko\u015bci wi\u0119ksze ni\u017c otrzymywane z najpot\u0119\u017cniejszych synchrotron\u00f3w III generacji.Jak wspomniano powy\u017cej, uginaj\u0105ce wi\u0105zk\u0119 elektromagnesy s\u0105 cz\u0119sto stosowane do generowania promieniowania, jednak aby wygenerowa\u0107 silniejsze promieniowanie, czasem stosowane s\u0105 inne urz\u0105dzenia zwane urz\u0105dzenie wstawkowe. \u0179r\u00f3d\u0142a trzeciej generacji bazuj\u0105 g\u0142\u00f3wnie na tych urz\u0105dzeniach wstawkowych, gdzie proste odcinki w magnesie zakrzywiaj\u0105cym s\u0105 u\u017cywane do wprowadzenia periodycznej struktury magnetycznej (z\u0142o\u017cone z szeregu magnes\u00f3w o odpowiednio u\u0142o\u017conych biegunach N i S), kt\u00f3ra kierunkuje elektrony sinusoidalnie lub spiralnie. W ten spos\u00f3b, zamiast pojedynczego ugi\u0119cia, wiele dziesi\u0105tek lub setek wiggler\u00f3w w precyzyjnie okre\u015blonych miejscach zwielokrotnia ca\u0142kowit\u0105 intensywno\u015b\u0107 wi\u0105zki. G\u0142\u00f3wna r\u00f3\u017cnica pomi\u0119dzy wigglerami a undulatorami polega na intensywno\u015bci ich pola magnetycznego i amplitudzie elektronu.W pier\u015bcieniach akumulacyjnych znajduj\u0105 si\u0119 otwory umo\u017cliwiaj\u0105ce wyj\u015bcie promieniowaniu do kom\u00f3r pr\u00f3\u017cniowych dost\u0119pnych badaczom. Du\u017ca liczba takich strumieni promieniowania mo\u017ce powsta\u0107 we wsp\u00f3\u0142czesnych synchrotronach trzeciej generacji.Promieniowanie synchrotronowe w przestrzeni kosmicznej[edytuj | edytuj kod]  Energetyczny d\u017cet z M87. \u015awiecenie jest promieniowaniem synchrotronowym. Wysokoenergetyczne elektrony poruszaj\u0105ce si\u0119 po spiralnych torach, wzd\u0142u\u017c p\u00f3l magnetycznych.Promieniowanie synchrotronowe jest generowane tak\u017ce przez struktury astronomiczne i ruch w przestrzeni kosmicznej, gdy elektrony poruszaj\u0105 si\u0119 po torach spiralnych w polu magnetycznym. Zosta\u0142o ono odkryte w 1956 roku przez Geoffreya R. Burbridge\u2019a w d\u017cecie wyemitowanym przez M87, kt\u00f3ry spostrzeg\u0142 to jako potwierdzenie przewidywa\u0144 Iosifa Szk\u0142owskiego z 1953 roku (by\u0142o to jeszcze wcze\u015bniej przewidziane przez Hannesa Alfv\u00e9na i Nicolaia Herlofsona w 1950 roku).Zasugerowano, \u017ce odpowiedzialnymi za wytworzenie promieniowania synchrotronowego s\u0105 supermasywne czarne dziury, kt\u00f3re grawitacyjnie rozp\u0119dzaj\u0105 zjonizowane cz\u0105stki w polach magnetycznych.Fizyk plazmy Hannes Alfv\u00e9n zasugerowa\u0142, \u017ce jony poruszaj\u0105ce si\u0119 wzd\u0142u\u017c biegu Birkeland formuj\u0105 podw\u00f3jn\u0105 warstw\u0119, kt\u00f3ra mo\u017ce by\u0107 przyspieszana do pr\u0119dko\u015bci relatywistycznych, gdy\u017c w niejednorodnym polu magnetycznym jony przyspieszaj\u0105 do pr\u0119dko\u015bci relatywistycznych, wytwarzaj\u0105c tym samym promieniowanie synchrotronowe[2][3]X i gamma. Mechanizm ten jest podobny do metody otrzymywania promieniowania X w laboratoriach.Polskoj\u0119zyczneAngloj\u0119zyczneCosmic Magnetobremsstrahlung (synchrotron Radiation), by Ginzburg, V. L., Syrovatskii, S. I., ARAA, 1965Developments in the Theory of Synchrotron Radiation and its Reabsorption, by Ginzburg, V. L., Syrovatskii, S. I., ARAA, 1969Lightsources.org"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2017\/03\/28\/promieniowanie-synchrotronowe-wikipedia-wolna-encyklopedia\/#breadcrumbitem","name":"Promieniowanie synchrotronowe \u2013 Wikipedia, wolna encyklopedia"}}]}]