Radiazione di sincrotrone

Radiazione di sincrotrone Radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa tra l’infrarosso e i raggi X, emessa quando un fascio di elettroni è accelerato fino a velocità prossime a quella della luce. La radiazione, o luce, di sincrotrone viene prodotta nelle camere a vuoto anulari dei sincrotroni e di altri tipi di acceleratori di particelle. Si pensa inoltre che venga prodotta nello spazio interstellare, quando elettroni di alta energia si muovono all’interno di campi magnetici intensi, descrivendo traiettorie a spirale intorno alle linee di forza del campo; essa può essere responsabile dell’emissione di onde radio da parte di sorgenti celesti come quella attiva nella nebulosa del Granchio.

La radiazione di sincrotrone gode di proprietà che la rendono uno strumento importante per lo studio a raggi X delle strutture molecolari e dei cristalli. Infatti, è già collimata, cioè le onde che costituiscono il fascio sono pressoché parallele, e non necessita quindi di ulteriori sistemi di focalizzazione che ne attenuerebbero l’intensità. Altre sue proprietà sono la notevole intensità, l’ampiezza dello spettro, che è continuo e non, come in altri tipi di sorgenti, caratterizzato dalla presenza di picchi o righe di emissione, e infine un alto grado di polarizzazione.

I principali centri europei di produzione di luce di sincrotrone si trovano a Trieste, in Italia, a Grenoble, in Francia e a Villigen, in Svizzera. Tutti e tre producono fasci di raggi X estremamente intensi e collimati, che gruppi di ricerca di tutto il mondo sfruttano come sorgente di radiazione per svariati esperimenti nel campo della fisica, della chimica, della scienza dei materiali e della biologia. Il primo, ELETTRA, risale al 1993; è un sincrotrone di terza generazione da 2 GeV, in grado di produrre fasci di intensità pari a circa 10¹⁹ fotoni al secondo; il secondo, ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), è stato inaugurato nel 1994 e vanta prestazioni analoghe a quelle di ELETTRA; il terzo, SLS (Swiss Light Source), è il più recente e all’avanguardia: con un’energia di 2,4 GeV, fornisce fasci di altissima intensità in uno spettro di lunghezze d’onda che va dall’infrarosso ai raggi X duri.