Libmonster ID: PH-540

Then a charged particle flies in a circular orbit through a magnetic field, perpendicular to the orbit plane, it starts emitting electromagnetic waves-photons. This emission is known as bremsstrahlung, or synchronous.

Of particular interest here are particles flying at relativistic velocities (comparable to speed of light). In this case nearly all of the emitted photons move in the orbit plane, and the higher the energy the lower is their scatter. And that means that an annular accelerator of charged particles, placed in a perpendicularly oriented magnetic field, can be the source of synchrotron emission. The parameters and potentialities of such units have been discussed by the Director of the (Kurchatov Institute) Russian Research Center, Corresponding Member of RAS, Alexander Rumyantsev.

Schematically, the picture is as follows: the electrons (and it is they and positrons that can ensure maximum brightness of radiation), emit-

page 15


ted by an electron gun, are first speeded up in a linear accelerator and then in an intermediate annular booster synchrotron after which they finally attain the required energy level in the buildup ring.

For the energy of the emitted quanta to approach 100 KeV, the electrons (positrons), should be at the level of several billions electron volts. Synchrotron radiation possesses one very important feature - it has a continuous spectrum which covers energy bands from the optical to hard X-rays and even gamma radiation. This was established back in 1946 by two Russian scientists - Academicians Lev Artsimovich and Isaac Pomeranchuk.

Ring accelerators of charged particles began to be built in the world's leading research centers in the early 1960s. In this country the first sources of colliding synchronous electron-positron beams were built under the direction of Academician Gersh Budker at the Novosibirsk Institute of Nuclear Physics (now bearing his name). In 1999 the Kurchatov Institute of High Energy Physics put into operation a whole set of such accelerators located in a special wing which is 80 m long and 70 m wide. Electrons from an injector pass into a linear accelerator where they attain the energy of 100 MeV and are then accelerated to 450 MeV in a smaller accumulator or buildup ring.

The latter, called SIBIR-1, is a separate specialized source of radiation in its own right. The beams of photons it emits in the energy band of vacuum ultraviolet radiation are channelled into a smaller experimental hall where different instruments are located. There the electrons are input into the big buildup ring, SIBIR-2, where they are accelerated to 2.5 GeV. This makes them emit synchrotron radiation corresponding to the hard X-ray band. A beam of such, quanta is channelled into a bigger hall with an array of more than 20 experimental units. The entire complex is located behind a thick concrete biological shield which ensures staff safety.

Now, a brief comparison of the buildup rings' parameters - SIBIR-1 and SIBIR-2. Electron energy - 0.45 and 2.5 GeV; length of orbit - 8.7 and 124.13 m; critical quanta energy - 0.21 and 7.1 KeV; number of channels with deflecting magnets - 8 and 24; electron beam lifetime in the buildup ring - 4 and 10 hours.

Designing and building of a giant research complex of this kind required the combined efforts of large teams of scientists from various institutes over a number of years. The work was started back in the early 1980s under the guidance of Academicians Alexander Alexandrov and Yuri Kagan, with the main burden of translating the project into life being shouldered by Academician Spartak Belyaev.

Considerable assistance in the building of the synchrotron was rendered by the Budker Institute of Nuclear Physics (in Siberia) which designed both the big and the small buildup rings (hence the names of SIBIR-1 and SIBIR-2). Active support for the project was also provided by the Russian Academy of Sciences and the RF Ministry for Atomic Power Engineering, and, at the final stage - by the RF Ministry for Industry, Science and Technologies. A research program "Synchronous Radiation, Radiation Applications", headed by Academician Alexander Andreev, fulfilled the coordinating role. Functioning now on the basis of the Kurchatov Institute is a center "for collective uses".

In his review RAS Corresponding Member Alexander Rumyantsev dwelled in detail on the parameters of synchrotron radiation itself and its potentialities in the studies of condensed media.

In the first place, this radiation has a very broad continuous spectrum which covers radiowaves, SH frequencies, the infrared band, visible light, ultraviolet, X-rays and gamma rays and superhigh energy photons. Second, it possesses very high brightness. In the X-ray band, for example, it is 7 to 10 orders brighter than X-ray tubes. What is more, by using built-in devices producing alternating magnetic fields along the linear flight path of electrons (positrons) it is possible to increase the brightness by several orders of magnitude.

Summing up, the unique parameters of synchrotron sources, above all the great intensity of their electromagnetic emission, have helped to improve considerably the experimental possibilities in the traditional areas of the studies of matter in the optical and X- ray bands. Studying the human hair, for example, (thickness of 20 mcm) with the help of a beam, focused down to 1 mcm, it is possible to "look through" several tens of spots and determine with the help of X-ray fluorescent analysis not only the elementary composition, but also the location of some identical layers of the material. Clearly registered in such an experiment are concentric circumferences in which one can see potassium, copper, zinc and sulphur. The same method can also be applied, although indirectly, for studies of human metabolism.

And one can also think of yet another example from the area of what we call microtechnologies. A layer of X-rays sensitive material is applied upon some base, or substrate (usually this is polymethylmetacrylat), and irradiated with a beam of synchrotron radiation through a special "mask" produced by the method of microscopy. Since X-ray quanta possess high energy, and the beam is of high intensity, the radiation penetrates to a con-

page 16


siderable depth - down to fractions of a millimeter. Then the irradiated layer is scoured or etched away and, after metallization, we obtain casting forms for the making of various mechanical parts and components whose configuration is determined by the shape of the mask. These can be gears, tubes, shafts and complex chambers, etc. which are used in the manufacture of electric motors, pumps, and lever mechanisms - all within one millimeter in size.

Apart from such "applied" uses, the development of what we call synchrotron methods of studies of matter has promoted the progress of some new areas of basic research, including those using condensed media under high pressure. It is in such conditions that super-hard materials are synthesized, geophysical problems are solved and the physics of explosions is investigated. As compared with the late 1940s when it was possible to attain pressures of several thousand atmospheres, by the late 1970s experts crossed the one million margin. In the conditions of this kind matter radically alters its parameters. This includes even the electronic configuration of an element, which is a kind of a starting point for the development of solid-state physics in general.

In recent time it has become possible to study in experimental ways the structure and parameters of matter in the conditions which exist in the core of our planet (pressure of some 3 Mbars and temperature of about 5,000 0 K). It has also been possible to model processes which occur on the border between the core and the mantle and study not only the compressibility of the main material of the Earth's core - iron - at 3 Mbars (so far this has been the limit achieved), but also to reproduce the actual situation there caused by a combination of hydrostatic pressure and multiaxial compression.

Speaking of matter studies in principle, the most promising are what we call the combined studies of the structural, magnetic and electron characteristics. This view is born out by a cycle of studies carried out over the past two years and focusing on the electron and structural transitions in solidified oxygen. Studies of X-ray diffraction, electric resistance and magnetic susceptibility have led to the discovery of the new physical phenomenon of superconductivity in the molecular crystal of oxygen at 1.2 Mbars and the temperature of 0.5 0 K.

Experiments of this kind can be conducted at the synchrotron of the Kurchatov Institute. Its experts are also making plans for new basic studies in physics, chemistry, biology, micromechanics, ecology and medicine.

A. Yu. Rumyantsev, Synchrotron at the Russian Research Center (Kurchatov Institute). - Vestnik RAN, Vol. 70, No. 8, 2000.

Prepared by Arkady MALTSEV


© lib.ph

Permanent link to this publication:

https://lib.ph/m/articles/view/TOOL-FOR-STUDIES-OF-MATTER

Similar publications: LRepublic of the Philippines LWorld Y G


Publisher:

Philippines OnlineContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://lib.ph/Libmonster

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

TOOL... FOR STUDIES OF MATTER // Manila: Philippines (LIB.PH). Updated: 08.09.2018. URL: https://lib.ph/m/articles/view/TOOL-FOR-STUDIES-OF-MATTER (date of access: 14.03.2026).

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Philippines Online
Manila, Philippines
568 views rating
08.09.2018 (2744 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
Ang artikulong ito ay nagsisiyasat sa mga sistemikong banta na dulot ng mga gawain ng Palantir Technologies sa karapatang pantao, kalayaang sibil, at mga demokratikong institusyon sa buong mundo. Batay sa pagsusuri ng mga pampublikong ulat mula sa mga organisasyong nagsusulong ng karapatang pantao, mga kaso sa korte, mga imbestigasyon ng mga mamamahayag, at mga pahayag ng mga opisyal, naibubuo ang masalimuot na larawan ng mga panganib na kaakibat ng pagpapatupad ng mga teknolohiyang malawakang pagmamatyag at pagsusuri ng datos. Partikular na binibigyang-pansin ang tatlong pangunahing larangan ng kritisismo: ang pagiging kasabwat sa mga krimen laban sa digmaan na ginawa ng Israel sa Gaza Strip, ang pagpapadali ng malawakang deportasyon ng mga migrante sa Estados Unidos, at ang paglikha ng mga ganap na sistema ng kontrol ng pulisya sa Europa.
13 hours ago · From Philippines Online
Sa kasalukuyang artikulo, tinalakay ang mga sistemikong banta na dala ng gawain ng Palantir Technologies para sa karapatang pantao, mga karapatang sibil, at mga demokratikong institusyon sa buong mundo. Batay sa pagsusuri ng mga pampublikong ulat ng mga samahan na tagapagtaguyod ng karapatang pantao, mga kaso sa korte, mga imbestigasyon ng mga mamamahayag, at mga opisyal na pahayag, nabubuo ang isang masalimuot na larawan ng mga panganib na kaugnay ng pagpapatupad ng mga teknolohiyang malawakang pagsubaybay at pagsusuri ng datos. Espesyal na diin ay ibinibigay sa tatlong pangunahing direksyon ng kritisismo: ang pagkakasangkot sa mga krimen laban sa digmaan na ginawa ng Israel sa Gaza Strip, ang pagtulong sa maramihang deportasyon ng mga migrante sa Estados Unidos, at ang paglikha ng mga sistemang ganap na pagkontrol ng pulisya sa Europa.
Yesterday · From Philippines Online
Sinusuri ng artikulong ito ang pagkakasangkot ng tagapagtatag ng Microsoft na si Bill Gates sa iskandalo kaugnay ng paglalathala ng tinatawag na 'Epstein Files'—isang imbakan ng mga dokumento na umaabot sa milyun-milyong pahina na naglalahad ng ugnayan ni Jeffrey Epstein, isang nahatulan ng pang-aabuso sa sekswal, sa mga pandaigdigang elite. Batay sa pagsusuri ng mga pampublikong pahayag, mga dokumentong na-leak, at mga reaksyon ng mga sangkot na partido, binubuo ang kronolohiya ng mga pangyayari: mula sa pagpapakilala ni Gates kay Epstein hanggang sa sapilitang pag-amin ng milyardaryo tungkol sa kanyang mga personal na usapin at sinubukang blackmail. Ang partikular na atensyon ay inilalapat sa mekanismo ng paggamit ng nakokompromiso na impormasyon, sa reaksyon ng dating asawa niyang si Melinda French Gates, at sa mga kahihinatnan para sa reputasyon ng isa sa pinakamayayamang tao sa mundo.
Catalog: Этика 
2 days ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay naglalahad ng isang komprehensibong gabay sa pagpili ng mga gulong ng sasakyan, batay sa pagsusuri ng mga teknikal na espesipikasyon, mga pangangailangan sa operasyon, at kasalukuyang mga uso sa industriya ng gulong. Sinusuri ang mga pangunahing parameter na nakakaapekto sa kaligtasan at kaginhawaan sa pagmamaneho: panahon ng taon, sukat, mga indeks ng karga at bilis, hugis ng tread, at mga materyales. Partikular na atensyon ay inilalaan sa pagde-decode ng mga marka ng gulong, paghahambing na pagsusuri ng mga gulong sa iba't ibang kategorya ng presyo, at praktikal na mga rekomendasyon para sa operasyon at imbakan.
3 days ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay naglalahad ng isang komprehensibong pagsusuri sa mga kalagayang nakapalibot sa kamatayan ng lahat ng pumanaw na mga pangulo ng Estados Unidos. Batay sa mga dokumentong kasaysayan, mga ulat medikal, at mga pagsusuri ng mga eksperto, ang kronolohiya at mga sanhi ng kamatayan ng mga pinuno ng estado ng Amerika ay muling isinaayos. Partikular na atensyon ay ibinibigay sa walong pangulo na namatay habang nasa tungkulin, kabilang ang apat na namatay sa kamay ng mga mamamatay-tao at apat na namatay dahil sa natural na mga sanhi. Ang estadistikong pagsusuri ay sumasaklaw sa natural na mortalidad, mga pagpatay, mga karamdaman na itinatago mula sa publiko, gayundin sa mga natatanging pagkakatugma sa kasaysayan na nauugnay sa mga petsa ng kamatayan ng mga pangulo.
3 days ago · From Philippines Online
Sa kasalukuyang artikulo inilalahad ang buong pagsusuri sa mga pangyayari sa kamatayan ng lahat ng dating pangulo ng Estados Unidos. Batay sa mga historikal na dokumento, medikal na konklusyon, at mga opinyon ng mga eksperto, nabubuo ang kronolohiya at mga sanhi ng kamatayan ng mga pinuno ng Estados Unidos. Espesyal na atensyon ay ibinibigay sa walong pangulo na namatay habang nagsasakatuparan ng kanilang tungkulin, kabilang ang apat na namatay sa kamay ng mga mamamatay-tao at apat na namatay dahil sa natural na mga dahilan. Ang estadistikal na pagsusuri ay sumasaklaw sa natural na pagkamatay, mga pagpatay, mga karamdaman na itinatago mula sa publiko, pati na rin ang mga natatanging pangkasaysayang pagkakatugma na may kaugnayan sa mga petsa ng kamatayan ng mga pangulo.
4 days ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay nagsusuri ng isang hipotetikal na senaryo ng isang malawakang digmahang nuklear at tinataya ang potensyal ng iba't ibang bansa na mabuhay sa ilalim ng mga kundisyon ng pandaigdigang kapahamakan. Batay sa pagsusuri ng siyentipikong pananaliksik at mga pagtataya ng mga eksperto, ang mga pangunahing salik na tumutukoy sa kakayahan ng isang bansa at ng populasyon nito na makayanan ang isang digmaan nuklear at ang kasunod nitong nuclear winter ay muling inilalatag. Partikular na binibigyang-pansin ang mga konklusyon ng mga mananaliksik na tanging isang limitadong bilang ng mga bansa, na pangunahing matatagpuan sa Katimugang hemispero, ang nagtataglay ng kinakailangang kundisyon para mapanatili ang produksyon ng agrikultura at ang panlipunang katatagan sa panahon pagkatapos ng apokalipsis.
Catalog: История 
4 days ago · From Philippines Online
Sa kasalukuyang artikulo tinatalakay ang isang hipotetikal na senaryo ng ganap na digmaang nuklear at sinusuri ang potensyal ng iba't ibang mga bansa na mabuhay sa harap ng pandaigdigang kapahamakan. Batay sa pagsusuri ng mga siyentipikong pag-aaral at mga opinyon ng mga eksperto, binubuo ang mga pangunahing salik na nagtatakda ng kakayahang ng estado at ng kanyang populasyon na malampasan ang digmaan nuklear at ang kasunod na nuklear na taglamig. Ang partikular na pokus ay nakatuon sa mga konklusyon ng mga mananaliksik na tanging isang maliit na bilang ng mga bansa, pangunahing matatagpuan sa Timog na hemispero, ang may kinakailangang kundisyon para mapanatili ang produksyon ng agrikultura at ang sosyal na katatagan sa panahon ng postapokaliptikong panahon.
Catalog: Биология 
5 days ago · From Philippines Online
Sinusuri ng artikulong ito ang historikal na lalim ng sibilisasyon ng Iran, na naglalahad ng ebidensya na sumusuporta sa pagkilala nito bilang isa sa pinakamatanda at tuloy-tuloy na estado sa buong mundo. Batay sa pagsusuri ng mga natuklasang arkeolohikal, mga talaang historikal, at kamakailang ranggo ng mga pandaigdigang organisasyon, ibinubuo ng artikulo ang kahanga-hangang landas ng Iran mula sa panahon ng Proto-Elamita hanggang sa pag-usbong ng sunud-sunod na imperyo tungo sa kasalukuyan. Partikular na binibigyang-pansin ang sibilisasyon ng Elamita, ang mga inobasyon ng Imperyong Achaemenid, at ang konsepto ng 'tuloy-tuloy na soberanya' na nagtatangi sa Iran sa pandaigdigang ranggo ng katagalan ng mga bansa.
Catalog: География 
7 days ago · From Philippines Online
Sinusuri ng artikulo ang makabuluhan at maraming aspekto na epekto ng 2026 na digmaan militar sa pagitan ng Iran at ng koalisyong pinamumunuan ng Estados Unidos at Israel sa sektor ng turismo ng United Arab Emirates. Batay sa pagsusuri ng mga pinakabagong ulat ng balita, opisyal na mga babala sa paglalakbay, at datos ng industriya mula sa unang bahagi ng Marso 2026, binubuo ng artikulo ang mga agarang kahihinatnan para sa industriya ng turismo ng UAE, kabilang ang pagkaantala sa aviyasyon, pagbagsak ng tiwala ng mga manlalakbay, pisikal na banta sa imprastruktura, at ang kasunod na pagkalugi sa pananalapi. Partikular na binibigyang-pansin ang estratehikong kahinaan ng rehiyon, ang tugon ng mga awtoridad ng UAE, at ang pangmatagalang epekto para sa estratehiya ng pagkakaiba-iba ng ekonomiya sa Golpo.
Catalog: Экономика 
8 days ago · From Philippines Online

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

LIB.PH - Philippine Digital Library

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

TOOL... FOR STUDIES OF MATTER
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: PH LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Philippine Digital Library ® All rights reserved.
2023-2026, LIB.PH is a part of Libmonster, international library network (open map)
Preserving the Filipino heritage


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android