Un ondulador hecho de microondas

La radiación electromagnética emitida por cargas aceleradas es un quebradero de cabeza para los colisionadores de partículas pero una bendición para los investigadores que lo usan, por ejemplo, para estudiar materiales en instalaciones de sincrotón y láseres libres de electrones. Durante décadas, los físicos han estado generando brillantes y colimadas emisiones a partir de eletrones energéticos, enviándolos a través de dispositivos dedicados llamados onduladores. Ahora, un grupo de investigadores ha mostrado un versátil ondulador que explota los campos magnético y eléctrico de intensas microondas en lugar del campo de imanes fijos.

Los electrones de alta energía que viajan a lo largo de uno ondulador experimentan un campo magnético transversal que invierte alternativamente la dirección, causando que los se muevan violentamente de un lado a otro y emitan un haz de luz pararelo a su movimiento global. La típica longitud de onda de emisión es más pequeña que el periodo de alternancia en un factor que aumenta con la energía del electrón, de manera que es más fácil producir longitudes de onda cortas si el ondulador tiene un periodo corto. Pero en el diseño tradicional de imanes fijos, la reducción del espaciado disminuye la fuerza del campo a menos que los imanes estén en correspondencia juntos los unos con los otros, lo cual puede bloquear los electrones. El grupo de investigación del SLAC atrapó microondas en una larga cavidad para crear, sin usar ningún imán físico, un campo alterno equivalente de hasta 0,65 tesla con un periodo de aproximadamente 14 mm, permitiendo al mismo tiempo aproximadamente 40 mm para el haz.

Una ventaja clave del dispositivo es su adaptabilidad: el equipo varió la longitud de onda ultravioleta emitida por electrones del acelerador lineal del SLAC cambiando la potencia de microondas. Además, la cavidad cilíndrica permite rotar rápidamente el patrón de microondas y por tanto la polarización de la luz emitida, lo cual no es posible en onduladores convencionales. El dispositivo prototipo produjo de forma satisfactoria radiación de luz coherente cuando se inyectó con grupos de electrones espaciados regularmente. Incrementando su longitud, podría actuar como láser por si mismo (por ejemplo, un láser libre de electrones).

Via Physics.aps