radiación sincrotrón

History

Observada por primera vez en 1947 por ingenieros en un acelerador sincrotrón, cuando vieron un brillo intenso.

How it works

El campo magnético obliga a los electrones a moverse en círculo, su trayectoria se curva y pierden energía emitiendo fotones (partículas de luz). Esta luz sale como un haz estrecho hacia adelante, como de un proyector.

History

Observada por primera vez en 1947 por ingenieros en un acelerador sincrotrón, cuando vieron un brillo intenso.

How it works

El campo magnético obliga a los electrones a moverse en círculo, su trayectoria se curva y pierden energía emitiendo fotones (partículas de luz). Esta luz sale como un haz estrecho hacia adelante, como de un proyector.

History

Predicha teóricamente en 1944 por D. Ivanenko e I. Pomeranchuk, así como por J. Schwinger. Descubierta experimentalmente en 1947 por F. H. Pollock y un grupo de ingenieros de General Electric en un sincrotrón con energía de 70 MeV. Introducida en la práctica astrofísica en la década de 1950 gracias a los trabajos de V. L. Ginzburg y otros. Relacionada con las ecuaciones de Maxwell, que sentaron las bases para la comprensión de la radiación electromagnética.

How it works

Una partícula cargada, moviéndose en un campo magnético B con velocidad relativista v, experimenta la fuerza de Lorentz, que produce una aceleración centrípeta a = (e v B)/(γ m). Según las ecuaciones de Maxwell, una carga acelerada emite ondas electromagnéticas. Para partículas ultrarrelativistas (γ ≫ 1), la radiación está fuertemente colimada hacia adelante debido a la transformación relativista de los ángulos. El espectro de emisión de un solo electrón alcanza su pico en la frecuencia ν_c = (3/4π) (e B / m_e c) γ^2, y un conjunto de partículas con distribución de energías produce un espectro de ley de potencia. En fuentes astrofísicas, la radiación sincrotrón a menudo se combina con la dispersión Compton inversa.

Open problems & fun facts

Mecanismos de aceleración de partículas hasta energías ultrarrelativistas en fuentes cósmicas; Papel de la radiación sincrotrón en el enfriamiento de partículas y retroalimentación sobre la dinámica de los flujos de acreción; Temperatura de brillo máxima de las fuentes sincrotrón y el problema de las fuentes de radio compactas

💡 La radiación sincrotrón es tan brillante que los haces en los anillos de almacenamiento modernos pierden una potencia del orden de varios megavatios, lo que requiere refrigeración y se tiene en cuenta en el diseño de naves espaciales.