Metode untuk menentukan sifat berkas elektron dapat membantu sumber cahaya synchrotron sinar-X ultraviolet di masa depan

Metode untuk menentukan sifat berkas elektron dapat membantu sumber cahaya synchrotron sinar-X ultraviolet di masa depan

Intensitas yang terdeteksi dari dua sumber cahaya mirip titik yang koheren bergantung pada posisi relatifnya. Ini adalah fenomena terkenal yang disebut gangguan optik. Secara umum, intensitas dapat berkisar dari nol (gangguan destruktif) hingga beberapa nilai maksimum (gangguan konstruktif).

Pertimbangkan dua elektron berenergi tinggi yang bersirkulasi dalam cincin penyimpanan partikel, seperti Akselerator Uji Optik Terintegrasi di http://3.114.89.57/ . Seperti yang ditemukan pada tahun 1947, ketika elektron berenergi tinggi dipaksa untuk melakukan perjalanan dalam jalur melengkung, mereka memancarkan cahaya, yang dikenal sebagai radiasi sinkrotron. Jika kita merekam intensitas cahaya sinkrotron yang terdeteksi pada setiap putaran di cincin penyimpanan, kita akan mengamati sedikit fluktuasi besarnya dari belokan ke belokan karena posisi relatif kedua elektron berubah.

Cincin penyimpanan IOTA, yang diselenggarakan oleh Fermilab Departemen Energi, dapat menyimpan satu miliar elektron. Sama seperti dalam kasus dua elektron, fluktuasi belokan ke belokan intensitas radiasi miliaran elektron masih ada, dan untuk alasan yang sama. Fluktuasinya sangat kecil, di bawah 0,1% (root-mean-square). Namun, kelompok penelitian kami dapat mengukurnya, dan kami menunjukkan bahwa informasi ini dapat digunakan untuk memperoleh wawasan tentang sifat berkas elektron, seperti dimensi dan divergensinya – ukuran penyebaran arah gerak elektron dalam berkas sinar. .

Pengukuran bukti prinsip di IOTA dilakukan dalam rentang spektrum cahaya sinkrotron inframerah-dekat. Sensitivitas metode non-invasif ini untuk menentukan sifat berkas elektron meningkat ketika sinar sinkrotron dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan kecerahan yang lebih tinggi digunakan. Ini berarti bahwa hal itu dapat secara khusus menguntungkan sumber cahaya ultraviolet kecerahan tinggi dan sinar X-ray synchrotron kecerahan tinggi generasi terbaru dan mutakhir, di mana karakterisasi berkas elektron noninvasif sulit dilakukan.

Misalnya, kami pikir metode ini dapat mengukur ukuran berkas melintang pada urutan 10 mikron dalam Peningkatan Sumber Foton Tingkat Lanjut di Laboratorium Nasional Argonne, dengan menggunakan fluktuasi belokan-ke-belokan dalam cahaya sinkrotron sinar-X. Ini adalah langkah penting dalam membuat berkas elektron yang lebih rapat, yang pada gilirannya menghasilkan sinar-X yang lebih terang. Dengan sinar X yang lebih terang, para peneliti akan dapat mempercepat penelitian di bidang kimia, ilmu material dan kedokteran, termasuk penelitian COVID-19.

Makalah tentang hasil ini akan diterbitkan di Physical Review Letters. Makalah pendamping yang diperluas akan diterbitkan di Physical Review Accelerators and Beams. Makalah terkait “Pengukuran pancaran sinar melintang oleh kebisingan daya radiasi undulator” dan “Pengukuran kebisingan daya radiasi undulator dan perbandingan dengan perhitungan ab initio” diterbitkan di arXiv.

Penelitian di IOTA didukung oleh DOE Office of Science.

Office of Science adalah pendukung terbesar penelitian dasar dalam ilmu fisika di Amerika Serikat dan bekerja untuk mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi science.energy.gov.

Ihar Lobach adalah mahasiswa pascasarjana fisika di Universitas Chicago yang melakukan penelitian di Akselerator Tes Optik Integrabel Fermilab. Penasihat akademisnya adalah ilmuwan Fermilab dan Profesor Sergei Nagaitsev dari Universitas Chicago, dan pembimbing penelitiannya di Fermilab adalah ilmuwan Fermilab Giulio Stancari.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author