E8 Radiação Síncrotron como Fenômeno Fundamental

Tópico

Qualquer partícula carregada cuja trajetória descreve uma curva — como inevitavelmente ocorre ao passar por um dos ímãs dipolares descritos no início deste catálogo — emite radiação eletromagnética, um fenômeno chamado radiação síncrotron. A quantidade de energia irradiada por revolução aumenta consideravelmente com a energia da partícula e é maior quanto mais acentuada for a curvatura. Isso faz da perda de energia um fator de projeto dominante para máquinas de elétrons circulares de alta energia, enquanto é comparativamente insignificante para máquinas de prótons de energia equivalente, porque a intensidade da radiação depende muito da leveza da partícula acelerada. Essa diferença entre elétrons e prótons é a principal razão física pela qual os colisionadores circulares de maior energia construídos até hoje aceleram prótons em vez de elétrons, enquanto os colisionadores de elétrons circulares de alta precisão são limitados a energias mais moderadas ou dão lugar a projetos lineares, nos quais a partícula passa pela zona de aceleração apenas uma vez e nunca desenvolve uma trajetória curva sustentada — uma comparação que um modelo posterior neste catálogo detalha. Além de ser uma limitação de projeto, essa mesma radiação síncrotron também é uma ferramenta extremamente útil: seu espectro intenso e brilhante, que abrange uma ampla gama de comprimentos de onda, deu origem a instalações construídas especificamente para aproveitá-la em pesquisas de materiais e biologia estrutural, usando o acelerador não como um colisor, mas como um gerador de luz de altíssima qualidade. É por isso que este módulo, que começa com a inevitável perda de energia em qualquer trajetória curva, termina mostrando como essa mesma perda, longe de ser apenas um custo, se torna a base de toda uma categoria de instalações científicas.

ID:4960