La radiación de sincrotrón , o radiación de curvatura , es una radiación electromagnética emitida por una carga de partículas que se mueve en un campo magnético y cuya trayectoria es desviada por el campo magnético. Esta radiación es emitida en particular por electrones que giran en un anillo de almacenamiento . Dado que estas partículas cambian regularmente su curso, su velocidad cambia regularmente, luego emiten energía (en forma de fotones ) que corresponde a la aceleración experimentada.
De acuerdo con las ecuaciones de Maxwell , cualquier partícula cargada que se mueva de manera no uniforme (por ejemplo, en una trayectoria circular) emite radiación electromagnética .
Sincrotrones , sincrociclotrones y ciclotrones se refieren a diferentes tipos de circulares aceleradores . En tales aceleradores, un campo eléctrico intenso permite acelerar un haz de partículas y un campo magnético permite desviar su trayectoria. En el caso de un sincrotrón, estas partículas son generalmente electrones (más raramente positrones ) y giran a velocidades relativistas .
Esta radiación depende de la velocidad de los electrones, pero cubre una gran parte del espectro electromagnético , desde infrarrojos hasta rayos X duros . Entonces es posible usar un rango espectral extendido ( espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier , difracción de Laüe), o más generalmente monocromatizar este haz blanco para trabajar solo con una banda muy estrecha de frecuencias de luz. En el contexto de ciertos experimentos, la absorción de rayos X EXAFS o XANES , por ejemplo, la posibilidad de variar finamente la energía del haz es una ventaja fundamental y permite sondear con precisión ciertas transiciones de energía.
La radiación de sincrotrón es particularmente brillante (intensa y enfocada), puede ser 10,000 veces más brillante que la luz solar. En el rango de los rayos X duros, la divergencia del haz bajo permite la implementación de métodos de micro imágenes, a la escala de unas pocas fracciones de un micrómetro en las líneas más eficientes (como las de la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón en Grenoble).
Además, la radiación de sincrotrón es:
Las aplicaciones son numerosas:
La observación de esta radiación es esencial en astrofísica, porque muchos objetos astrofísicos tienen fuertes campos magnéticos. Es a través del estudio de la radiación de sincrotrón que podemos, por ejemplo, comprender la magnetosfera de los púlsares .