Qu’est-ce que la lumière synchrotron?

A l’ESRF, la lumière synchrotron couvre une gamme de longueurs d’onde très large, allant des rayons gamma jusqu’à l’infrarouge. L’ESRF est spécialisé dans la production de rayons X durs, ayant une longueur d’onde de l’ordre de 0,1 nanomètre (1 nanomètre équivaut à 1 milliardième de mètre, 10-9 m).

web-Electromagnetic-spectrum.jpg

Qu’est-ce que les rayons X et comment les utilise-t-on ?

Les rayons X ont été découverts par Wilhelm Röntgen en 1895.

Ce sont des ondes électromagnétiques, comme la lumière visible, mais situées à l'extrémité hautes énergies / courtes longueurs d'onde, entre la lumière ultraviolette et les rayons gamma. Leur longueur d'onde varie de 0,01 nm à 10 nm, ce qui est comparable aux distances entre les atomes.

Aujourd’hui, les rayons X sont largement utilisés dans l'imagerie médicale, de par leur capacité de pénétration à travers les matériaux et leur absorption différenciée dans les différentes parties du corps comme les os. Cependant, cette propriété n'est pas la seule raison pour laquelle les rayons X sont utilisés à l'ESRF.

Avec la lumière visible et à l'aide d'un microscope optique, il est possible d'observer des objets de la taille d'un microbe. Cependant, pour pouvoir «voir» des atomes, qui sont 10 000 fois plus petits, il faut une lumière avec une longueur d'onde très courte. En d'autres termes, il faut des rayons X.

Brilliance and other properties

La principale différence entre la lumière synchrotron et les rayons X utilisés dans les hôpitaux est la brillance : une source de rayonnement synchrotron est cent milliards de fois plus lumineuse qu’une source de rayons X de l'hôpital. Plus la brillance est élevée, plus la précision de l’image obtenue est grande.

Scans-at-hospital-and-ESRF.png

 

web-brilliance.jpg

Le faisceau de rayons X synchrotron peut avoir d'autres propriétés, comme la structure temporelle, la cohérence ou la polarisation.