.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
Suprafeţe şi interfeţe romāneşti la sincrotronul Elettra din Trieste
Toate aceste domenii emergente vor fi explorate în continuare folosindu-se radiaţia de sincrotron de la Elettra. În scurt timp, anticipăm că se va putea realiza tranziţia de la analiza statică (descriptivă) a proprietăţilor, morfologiei şi structurii anumitor materiale la caracterizarea lor dinamică şi funcţională, în timp real, la monitorizarea in situ a modificărilor structurale şi ale proceselor de transfer de sarcină specifice suprafeţelor în timpul proceselor catalitice sau în cazul proceselor de polarizare/depolarizare feroelectrică sau feromagnetică. Impactul acestor cercetări asupra dezvoltării de noi dispozitive, catalizatori, senzori, traductori este real şi tangibil în viitorul apropiat.
Radiaţia de sincrotron şi utilizările ei
Radiaţia de sincrotron este o consecinţă directă a electrodinamicii şi teoriei relativităţii: orice particulă încărcată accelerată emite radiaţie, conform formulei Larmor relativiste. Atunci când s-a încercat accelerarea particulelor pe traiectorii circulare, folosindu-se betatronul, ciclotronul sau sincrotronul, s-a constatat că această pierdere de energie este o problemă serioasă, ea limitând energia maximă la care puteau fi accelerate particulele. În anii 1960, fizicienii au început să analizeze din punct de vedere experimental spectrul radiaţiei emise de un sincrotron şi s-a ajuns destul de repede la concluzia că această radiaţie are câteva caracteristici unice, nemaiîntâlnite până în acel moment la orice altă sursă de radiaţie: un spectru continuu şi intens, din domeniul infraroşu îndepărtat până în domeniul razelor X dure, împreună cu proprietăţi de polarizare (liniară sau circulară) bine definite şi controlabile. Prin selecţionarea fotonilor de energie şi polarizare dorită, se pot studia proprietăţi ale materiei din multiple puncte de vedere, folosindu-se fie absorbţia acestor fotoni, fie împrăştierea lor, fie analiza altor particule generate de fotoni, cum ar fi foto-electronii, foto-ionii, moleculele fotodesorbite etc. Practic, toate domeniile ştiinţei moderne au ramuri care utilizează radiaţia de sincrotron: fizica şi chimia în primul rând, dar şi biologia (pe lângă fiecare mare sincrotron european există câte o filială a EMBL – European Molecular Biology Laboratory), medicina, geologia, ştiinţele mediului, electronica, industria IT.
Procesele fundamentale cele mai întâlnite în exploatarea radiaţiei de sincrotron şi care au stimulat explozia de utilizări ale acestor surse sunt foto-absorbţia de raze X şi fotoemisia, adică emisia de fotoelectroni în urma absorbţiei radiaţiei. Din absorbţia de raze X se pot obţine informaţii cum ar fi ordonarea atomică locală, poziţia impurităţilor într-o probă, a adsorbaţilor pe o suprafaţă, împreună cu structura electronică a acestor materiale. Din fotoemisie se pot obţine informaţii privind starea chimică a constituenţilor unei anumite substanţe (evident, împreună cu compoziţia chimică), sta-rea suprafeţelor, structura suprafeţelor şi cartografierea densităţilor de stări ocupate şi a legilor de dispersie. Cercetările care au condus la premiile Nobel atribuite lui Gerhard Ertl (Chimie, 2007), Albert Fert (Fizică, 2007) sau Andre Geim şi Konstantin Novoselov (Fizică, 2010) nu ar fi fost posibile fără informaţia furnizată de radiaţia de sincrotron.
Ca în orice domeniu aflat în evoluţie constantă, şi în cazul surselor de radiaţie de sincrotron se poate vorbi de existenţa mai multor generaţii:
Generaţia întâi a fost formată din sincrotroanele şi inelele de stocare folosite iniţial pentru fizica particulelor elementare, reconvertite pentru utilizarea radiaţiei de sincrotron în anii 1970-80. Generaţia a doua a fost formată de inelele de stocare construite şi optimizate intenţionat pentru utilizarea radiaţiei de sincrotron, începând cu anii 1980. Cu această ocazie, s-a constatat diversificarea puternică a metodelor care folosesc această radiaţie, în domenii din ce în ce mai diverse şi mai aplicative: industria chimică; electronică – fotolitografia cu raze X, de exemplu; mecanică, indus-tria producătoare de medicamente, nemaivorbind de biologie şi medicină. Sursele de generaţia a doua produc cca. 1010-1011 fotoni pe secundă, monocromatizaţi într-o lărgime de bandă egală cu o miime din energia medie a acestor fotoni. În anii 1980-1990, au fost inventate aşa-numitele dispozitive inserate (insertion devices) pentru producerea fasciculului sincrotron. Aceste wigglers sau undulators produc un fascicul de radiaţie colimat, emis în direcţia de propagare a fasciculului de particule, cu intensitate cu câteva ordine de mărime mai ridicată decât intensitatea radiaţiei produsă de un magnet de curbură. Astfel, s-a ajuns la generaţia a treia de surse de radiaţie de sincrotron. Sincrotroanele de generaţia a treia permit la ora actuală monitorizarea reacţiilor chimice, fotografierea instantanee cu rezoluţie atomică a structurii moleculelor, adsorbaţilor, acizilor nucleici, proteinelor etc., studiul în timp real al evoluţiei acestor macromolecule, litografie de raze X cu rezoluţie şi eficienţă fără vreun analog în tehnicile standard din microelectronică, realizarea de studii privind structura magnetică intimă a materiei, „fotografierea” dinamicii de spin în cursul proceselor de magnetizare etc.
Generaţia a patra de surse sincrotron se bazează pe efectul de laser cu electroni liberi (free electron laser), care apare într-un dispozitiv de inserţie suficient de lung. Până în prezent, acest efect este exploatat şi oferit utilizatorilor în special în domeniul UV îndepărtat la DESY Hamburg şi Elettra Trieste. Un proiect de importanţă majoră europeană este proiectul XFEL de la Hamburg, care urmează să dezvolte un laser cu electroni liberi în domeniul radiaţiilor X.
Parerea ta conteaza: 
