Sumber cahaya sinkrotron

Sumber cahaya sinkrotron adalah sumber radiasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh sinkrotron. Radiasi dapat diproduksi secara artifisial untuk tujuan ilmiah dan teknis oleh akselerator partikel khusus, biasanya dengan mempercepat elektron. Setelah berkas elektron berenergi tinggi dihasilkan, berkas elektron tersebut diarahkan ke komponen tambahan seperti magnet lentur dan perangkat penyisipan (undulator atau wigglers) dalam cincin penyimpanan dan laser elektron bebas. Komponen-komponen ini memasok medan magnet kuat yang tegak lurus terhadap berkas yang diperlukan untuk mengubah energi elektron berenergi tinggi menjadi cahaya atau bentuk lain dari radiasi elektron-magnetik.

Radiasi sinkrotron dapat terjadi dalam akselerator baik sebagai gangguan dalam eksperimen fisika partikel, atau dengan sengaja untuk banyak penggunaan laboratorium. Elektron dipercepat ke kecepatan tinggi dalam beberapa tahap untuk mencapai energi akhir yang dapat berada dalam kisaran GeV. Dalam Large Hadron Collider (LHC), tandan proton juga menghasilkan radiasi pada amplitudo dan frekuensi yang meningkat saat mereka berakselerasi di medan vakum, membuat fotoelektron. Fotoelektron kemudian membuat elektron sekunder dari dinding pipa dengan frekuensi dan densitas yang meningkat hingga 7x10¹⁰ . Setiap proton mungkin kehilangan 6,7keV per putaran akibat fenomena ini. Jadi, baik sinkrotron elektron maupun sinkrotron proton dapat menjadi sumber cahaya.

Aplikasi utama cahaya sinkrotron adalah dalam fisika materi terkondensasi, ilmu material, biologi dan kedokteran. Banyak eksperimen yang menggunakan cahaya sinkrotron menyelidiki struktur materi dari tingkat sub-nanometer struktur elektronik ke tingkat mikrometer dan milimeter. Hal ini penting dalam pencitraan medis. Contoh aplikasi industri praktis adalah pembuatan mikrostruktur dengan proses Litografi, Elektroplating, dan Moulding (LIGA).

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan sumber cahaya sinkrotron?

J: Sumber cahaya sinkrotron adalah sumber radiasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh akselerator partikel khusus, biasanya dengan mempercepat elektron.

T: Bagaimana medan magnet yang kuat diciptakan untuk mengubah energi elektron berenergi tinggi menjadi cahaya atau bentuk radiasi elektromagnetik lainnya?

J: Medan magnet yang kuat diciptakan oleh komponen tambahan seperti magnet pembengkok dan perangkat penyisipan (undulator atau penggoyang) dalam cincin penyimpanan dan laser elektron bebas. Komponen-komponen ini memasok medan magnet kuat yang tegak lurus terhadap sinar yang diperlukan untuk mengubah energi elektron berenergi tinggi menjadi cahaya atau bentuk radiasi elektronmagnetik lainnya.

T: Jenis partikel apa yang dapat dipercepat dalam sinkrotron?

J: Elektron dapat dipercepat ke kecepatan tinggi dalam beberapa tahap untuk mencapai energi akhir yang dapat berada dalam kisaran GeV. Selain itu, tandan proton juga menghasilkan radiasi dengan amplitudo dan frekuensi yang meningkat seiring dengan percepatannya di medan vakum, menghasilkan fotoelektron.

T: Apa jenis aplikasi yang dimiliki cahaya sinkrotron?

J: Aplikasi utama cahaya sinkrotron adalah dalam fisika zat terkondensasi, ilmu material, biologi dan kedokteran. Banyak eksperimen yang menggunakan cahaya sinkrotron menyelidiki struktur materi dari tingkat sub-nanometer struktur elektronik ke tingkat mikrometer dan milimeter. Hal ini penting dalam pencitraan medis. Contoh aplikasi industri praktis adalah pembuatan struktur mikro dengan proses Litografi, Elektroplating, dan Pencetakan (LIGA).

T: Berapa banyak energi yang hilang dari setiap proton per putaran akibat fenomena ini?

J: Setiap proton dapat kehilangan 6,7keV per putaran karena fenomena ini.

T: Jenis akselerator apa yang biasanya menghasilkan sumber ini?

J: Sumber cahaya sinkrotron biasanya dihasilkan oleh akselerator partikel khusus seperti cincin penyimpanan dan laser elektron bebas