Ja, was ist das? Hat irgendwas mit Elektromagnetismus zu tun und treten irgendwie auch bei Supraleitern auf, oder?! Was für Teilchen bilden den Strahl?
Florian
Allgemein entsteht Strahlung, wenn geladene Teilchen beschleunigt werden, sprich wenn der Flugvektor sich mit der Zeit ändert. Auch eine Kreisbewegung ist eine Beschleunigung. Im Synchrotron läßt man geladene Partikel im Kreis sausen, meist Elektronen, denn diese lassen sich leichter beschleunigen, weil sie eben leicht sind.(Guckt man von der Seite auf diesen Ring, sieht man sozusagen einen Dipol schwingen).
Kommen die Elektronen in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit, wird die emittierte Strahlung in Vorwärtsrichtung,also „rasensprengerartig“ zur Ringebene hin konzentriert. Je stärker die Geschwindigkeitsänderung pro Zeit, desto mehr Energie wird frei, also: Mehr Photonen, und kürzerwellige Photonen. Nahe der Lichtgeschwindigkeit wird dann die vorwärts ausgesandte Strahlung auch noch „komprimiert“, also Verschiebung zum kurzwelligen Bereich. Synchrotronstrahlung ist der Grund, warum man mit großen Elektronenbeschleunigern an
Grenzen stößt - zu viel Energie geht an die Synchrotronstrahlung verloren.
Man kann die Ringe größer bauen (viele km Durchmesser), das hilft etwas.
Bei DESY etwa darf man sich zur Strahlzeit nicht im Rohrtunnel aufhalten, weil man sonst binnen kurzer Zeit eine tödliche Dosis von Röntgenstrahlen abkriegt.
Die Strahlung kann auch zu Forschungszwecken genutzt werden, dafür baut man dann eigene Synchrotrone mit möglichst kleinem Radius. Jedenfalls kann man damit unglaublich intensive und kurzwellige Röntgenstrahlen erzeugen. Mit Supraleitung hat das nichts zu tun, nur insofern, daß man zum Beschleunigen gerne Hohlraumresonatoren einsetzt. Moderne Ausführungen derselben sind supraleitend und haben so ne ähnliche Form wie der Happy-Hippo Snack (mit den Knubbeln).
Ganz was tolles ist dann der Freie-Elektronen Laser, wo so ein Elektronenstrahl durch eine Kaskade von Magneten slalom fahren muß - hier überlagern sich dann die ganzen dabei emittierten Strahlen entlang des „Slalomkurses“ zu besonders intensiver Strahlung.
Gruß, Moriarty
Hi,
auch etwas von mir dazu:
Synchrotronstrahlung ist die elektromagnetische Abstrahlung eines radial beschleunigten, sich auf reletivistischer Geschwindigkeit befindlichen, geladenen Teilchens. Also gewoehnlcihe Photonen und bis in den Roentgenbereich rein.
Es haengt damit zusammen, das ein freies geladenes Teilchen, das auf irgendeinem gekruemmten Weg laeuft, sich beschleunigt bewegt und daher strahlt (also sein Energie abgibt). Bewegt es sich langsam, so ist das Abstrahlungsmuster reifenfoermig. Je hoeher die Geschwindigkeit ist, desto mehr sieht ein im Laborsystem ruhender Beobachter eine nach rueckwaerts gerichtete Keule des Strahlungsbildes zusammenschrumpfen, wohingegen die nach vorne gerichtete Keule in der Bewegungsrichtung laenger wird.
Aufgrund des Energieverlustes ist man bestrebt, Ringbeschleuniger zu bauen, dessen Durchmesser immer groesser werden. Es gab auch schon Ueberlegungen, einen Beschleuniger einmal um die Erde zu bauen. Aber aus Kostengruenden wurde auch in Amerika/Texas der 100km Durchmesser betragene Beschleuniger (dessen Namen ich vergessen habe - peinlich) zwar angefangen, aber nie fertiggestellt. Man geht jetzt eher dazu ueber Linearbeschleuniger zu bauen zusammen mit supraleitenden Magneten. Man vermeidet so den Energieverlust ueber Abstrahlung und kann fuer Kernphysikalische Studien hoehere Energien erzeugen. In Hamburg (Desy) wird zur Zeit ein solcher Beschleuniger mit ca 30km laenge entwickelt, der weit ja Schleswig-Holstein reinreichen soll.
Ansonsten kann man SynchrotronStrahlung wegen seiner Eigenschaften fuer die Strukturforschung nutzen, da sie der Strahlung konventioneller Roentgenstrahlung ueberlegen ist (hohe Intensitaet, starke Buendelung, gute Zeitstruktur).
CU