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Concept
Rayonnement cyclotron
Résumé
Le rayonnement cyclotron est un rayonnement électromagnétique émis par des particules chargées en mouvement lorsqu'elles sont déviées par un champ magnétique. La force de Lorentz qui s'exerce sur ces particules perpendiculairement aux lignes de champ magnétique et à la direction du mouvement les accélère, ce qui entraîne l'émission d'un rayonnement.
Le nom de ce rayonnement provient du cyclotron, un type d'accélérateur de particules utilisé depuis les années 1930 afin de créer des particules de haute énergie destinées à la recherche. Le cyclotron utilise les orbites circulaires suivies par les particules chargées dans un champ magnétique uniforme. En outre, la période de l'orbite est indépendante de l'énergie des particules, ce qui permet de faire fonctionner un cyclotron à une fréquence précise donnée, sans avoir à se préoccuper de l'énergie des particules à un instant donné. Cependant, le rayonnement cyclotron n'est pas émis seulement dans les cyclotrons, mais dans toutes les situations où des particules chargées se déplacent dans un champ magnétique. Par exemple, le rayonnement cyclotron émis par les plasmas dans l'espace interstellaire, au voisinage des trous noirs et dans d'autres phénomènes astronomiques est une importante source d'information sur les champs magnétiques éloignés ; la planète Jupiter, en particulier, est une source intense de rayonnement cyclotron.
La puissance (énergie par unité de temps) du rayonnement émis par chaque électron peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
où E est l'énergie, t le temps, σ la section efficace de Thomson totale, B l'intensité du champ magnétique, V la composante de vitesse perpendiculaire au champ magnétique, c la vitesse de la lumière et μ la perméabilité du vide. Dans le contexte de la fusion par confinement magnétique, les pertes par rayonnement cyclotron se traduisent par l'exigence d'une densité d'énergie du plasma en rapport avec la densité d'énergie du champ magnétique (voir l'article consacré à la fusion aneutronique).
Source officielle
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