Anexo:Fuentes de luz sincrotrón

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Esquema de un acelerador circular dedicado a la producción de luz sincrotrón. La radiación sincrotrón, que abarca una amplia región del espectro electromagnético, es emitida en líneas tangentes a la trayectoria que siguen los electrones o positrones en el acelerador. Estas líneas de luz se usan para diversos tipos de experimentos.

Las fuentes de luz sincrotrón son instalaciones para el uso de la radiación emitida por partículas relativistas —es decir, que viajan con velocidades cercanas a la de la luz— con carga eléctrica cuando son desviadas de su trayectoria por un campo magnético. La luz o radiación de sincrotrón se observó por primera vez en un acelerador de partículas circular del mismo nombre.[1]

Debido a las posibilidades que este tipo de emisión ofrecía para el estudio de la materia a un nivel supra-atómico, a partir de finales de los años 60 del siglo XX se empezaron a construir «líneas de luz» en algunos aceleradores con este propósito. Estos primeros experimentos confirmaron la utilidad de radiación sincrotrón y a partir de los 80 se inició la construcción de sincrotrones «de segunda generación» — SRC en el laboratorio de Daresbury, BESSY en Alemania, etc. y la reconversión de aceleradores de partículas obsoletos — DORIS en Alemania, SPEAR en Estados Unidos. En la última década de los 90, se produjeron avances técnicos en el diseño de los aceleradores y se empezaron a usar dispositivos magnéticos, conocidos como wigglers y onduladores, para producir luz cada vez más intensa y concentrada. Las instalaciones modernas que usan estos instrumentos reciben el nombre de «sincrotrones de tercera generación».[2]​ En la segunda década del siglo XXI empezaron a construirse sincrotrones limitados por difracción, conocidos como fuentes de «cuarta generación» caracterizados por producir radiación muy intensa y colimada.[3]

En los sincrotrones usados para la producción de radiación electromagnética se mantiene a las partículas —casi siempre electrones, y en algunos casos, positrones)— circulando en una órbita lo más estable y constante posible, para producir luz sincrotrón de una manera continua. Este tipo de sincrotrones reciben el nombre de «anillos de almacenamiento». Este anexo lista sincrotrones y anillos de almacenamiento en uso, en proyecto y cerrados. No se incluyen los láseres de electrones libres, listados en su correspondiente anexo.

Instalaciones en funcionamiento[editar]

América y Oceanía[editar]

Nombre Ubicación Comienzo de operaciones Líneas de radiación Notas
ALS - Advanced Light Source Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL)
Berkeley, California, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1993 Rayos X
Ultravioleta
Financiado por el Departamento de Energía (DOE).

El acelerador se edificó alrededor del edificio que albergó el ciclotrón de Berkeley, invento por el cual Ernest Lawrence recibió el Nobel de Física en 1939.[4]

APS - Advanced Photon Source Laboratorio Nacional de Argonne (ANL)
Argonne, Illinois, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1996[5] Rayos X En septiembre de 2011, el Departamento de Energía aprobó un plan para la renovación de la instalación, que aumentará la capacidad del APS, tanto en términos de las propiedades del haz de luz sincrotrón, como en el número de experimentos y usuarios.[6]
AS - Australian Synchrotron Clayton, Bandera de Australia Australia 2007 Rayos X
Infrarrojo
El sincrotrón está financiado por el estado de Victoria, y los gobiernos de Australia y de Nueva Zelanda.[7]
CAMD - Center for Advanced Microstructures and Devices Universidad Estatal de Luisiana, Baton Rouge, Luisiana, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
Construido por el Departamento de Energía, en la actualidad es el único sincrotrón en los Estados Unidos cuya operación está financiada por un estado (Luisiana). El presupuesto anual en 2011 fue de 4 millones de dólares.[8]
CHESS - Cornell High Energy Synchrotron Source Universidad de Cornell
Ithaca, Nueva York, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1980 Rayos X CHESS está financiado por la National Science Foundation (NSF), excepto el programa de cristalografía de macromoléculas, financiado por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH).

CHESS usa la radiación sincrotrón del acelerador CESR (Cornell Electron Storage Ring) en conjunción con el programa de física de partículas.[9]​ En 2018 se reconstruyó parte del acelerador para proporcionar un haz de rayos X optimizado para experimentos a alta energía.[10]

CLS - Canadian Light Source Universidad de Saskatchewan
Saskatoon, Saskatchewan, CanadáBandera de Canadá Canadá
Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
El sincrotrón canadiense es uno de los mayores proyectos científicos en la historia del país. En su construcción colaboraron los gobiernos nacional y locales, varias agencias, universidades y compañías privadas.[11]
NSLS-II - National Synchrotron Light Source II Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL)
Upton, Nueva York, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
2015 Rayos X Financiado por el Departamento de Energía, con un coste de 912 millones de dólares.[12]​ Entró en funcionamiento en 2015 con siete líneas de luz. En 2020 hay 28 líneas en funcionamiento, y una en construcción.[13]
Sirius Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón
Campinas, BrasilBandera de Brasil Brasil
2019 Rayos X
Ultravioleta
Fuente de luz de cuarta generación que reemplazó a UVX, en el LNLS.[14]
SSRL - Stanford Synchrotron Radiation Lightsource Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC
Menlo Park, California, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1973 Rayos X
Ultravioleta
En 1992 se alteró la configuración del acelerador SPEAR para usarlo exclusivamente para producir radiación sincrotrón. SPEAR fue renovado de nuevo en 2003.[15]
SSRL está financiado por el Departamento de Energía.
SURF - Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST)
Gaithersburg, Maryland, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
Rayos X de baja energía
Ultravioleta
Utilizado principalmente para la calibración de instrumentos. Fue renovado en el año 2000[16]

Asia[editar]

Nombre Ubicación Comienzo de operaciones Líneas de radiación Notas
BSRF - Beijing Synchrotron Radiation Facility Instituto de Física de Alta Energía, Academia China de las Ciencias
Beijing, ChinaBandera de la República Popular China China
1991 La construcción del BSRF se hizo en conjunción con la del Colisionador de Electrones y Protones (BEPC), proyecto del que forma parte. El anillo se usa como fuente de luz sincrotrón un total de 2 meses y medio al año.
HSRC - Hiroshima Synchrotron Radiation Center Universidad de Hiroshima
Higashi-Hiroshima, JapónBandera de Japón Japón
2002 Rayos X de baja energía
Ultravioleta
Fundado en 1996 para el uso interdepartamental de la universidad, se abrió en 2002 a usuarios externos.[17]
INDUS-1/INDUS-2 Raja Ramanna - Centro para la Tecnología Avanzada
Indore, Bandera de la India India
1999/2005 Rayos X
Ultravioleta
INDUS-1 e INDUS-2 son un proyecto del Departamento de Energía Atómica del gobierno de India.
INDUS-1, un anillo de 460 MeV, produce radiación ultravioleta y rayos x de baja energía. El anillo de INDUS-2 (2.5 GeV)se completó en 2005.[18]
NSRL - National Synchrotron Radiation Laboratory Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC)
Hefei, ChinaBandera de la República Popular China China
1999 Rayos X
Ultravioleta
El NSRL es el primer acelerador en China dedicado totalmente a la emisión de luz sincrotrón.[19]
NSRRC - National Synchrotron Radiation Research Center Hsinchu, Bandera de China Taipéi China Taipéi 1993/2016 Rayos X de baja energía
Ultravioleta
TLS (Taiwan Light Source) es la primera fuente de tercera generación construida en Asia. TPS (Taiwan Photon Source) es una fuente de rayos X construida en 2016.[20]
NUSRC - Nagoya University Synchrotron radiation Research Center Universidad de Nagoya
Chiba-shi, JapónBandera de Japón Japón
2013 Rayos X
Ultravioleta
A pesar de su pequeño tamaño la fuente es capaz de generar rayos X duros.[21]
Photon Factory Organización de Investigación del Acelerador de Alta Energía (KEK)
Tsukuba, Ibaraki, JapónBandera de Japón Japón
1982 Rayos X
Ultravioleta
La 'Fábrica de Fotones' cuenta con dos anillos de almacenamiento: El primero, de 2.5 GeV, fue acabado en 1982 y renovado en 1997. El segundo, de 6.5 GeV, era anteriormente el booster del colisionador de partículas TRISTAN.[22]
PLS - Pohang Light Source PAL
Kyungbuk, Corea del SurBandera de Corea del Sur Corea del Sur
1995 Rayos X
Ultravioleta
Sincrotrón financiado por el gobierno coreano y Pohang Iron & Steel.
Entre 2009 y 2011 la configuración del anillo cambió para alcanzar una energía de 3 GeV y una corriente de 400 mA.[23]
Ritsumeikan University (RitS) Synchrotron Radiation Center RitS
Shiga, JapónBandera de Japón Japón
Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
El anillo de almacenamiento compacto Aurora tiene un radio de 1 metro; la energía de operación es de 575 MeV[24]
SAGA-LS - Saga Light Source Centro de Investigación de Luz Sincrotrón de Kyushu
Saga, JapónBandera de Japón Japón
Rayos X
Ultravioleta
SAGA es el primer sincrotrón de Japón construido por una prefectura.[25]
SESAME -Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East Allaan, JordaniaBandera de Jordania Jordania 2017 Rayos X
Ultravioleta
SESAME es el fruto de una colaboración entre varios países bajo los auspicios de la UNESCO.[26]
SLRI - Synchrotron Light Research Institute Tecnópolis de la Universidad Tecnológica de Suranaree
Nakhon-Ratchasima, Bandera de Tailandia Tailandia
Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
Aprobado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Tailandia en 1996. El acelerador se construyó con componentes del sincrotrón SORTEC en Japón.[27]
SPring-8 Instituto Harima
Sayo-gun, Hyogo, JapónBandera de Japón Japón
1997 Rayos X SPring-8 (Super Photon ring-8 GeV) es en la actualidad la fuente de luz sincrotrón de más alta energía. Está administrado por RIKEN (Instituto de Investigación de Física y Química); el Instituto Japonés de Investigación con Radiación Sincrotrón (JASRI) se encarga de la operación y mantenimiento.[28]
SSLS - Singapore Synchrotron Light Source (HeliosII) Universidad Nacional de Singapur
SingapurBandera de Singapur Singapur
1999 Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
Instalación operada y administrada por la Universidad Nacional de Singapur.[29]
SSRF - Shanghai Synchrotron Radiation Facility Shanghái, ChinaBandera de la República Popular China China 2009 Rayos X Este sincrotrón es la mayor instalación científica de China y uno de los sincrotrones de mayor energía del mundo.[30]
UVSOR-III - Ultraviolet Synchrotron Orbital Radiation Facility Instituto de Ciencia Molecular
Myodaiji, Okazaki, JapónBandera de Japón Japón
1983 Rayos X de baja energía
Ultravioleta
Infrarrojo
El sincrotrón ha sido renovado en dos ocasiones, en 2002 y en 2012.[31]

Europa[editar]

Nombre Ubicación Comienzo de operaciones Líneas de radiación Notas
ALBA Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación del Laboratorio de Luz de Sincrotrón (CELLS)
Cerdanyola del Vallès, Cataluña, EspañaBandera de España España
2012 Rayos X La construcción fue cofinanciada por el gobierno español y el gobierno autonómico de Cataluña. Las operaciones están a cargo del Consorcio de Explotación del laboratorio de Luz Sincrotrón (CELLS).[32]
ANKA - Angstromquelle Karlsruhe Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
Karlsruhe, Alemania Alemania
2003 Rayos X
Infrarrojo
La fuente de luz sincrotrón está bajo la administración de IBPT (Institute for Beam Physics and Technology). Las líneas de luz están dirigidas por un consorcio de varias instituciones científicas.[33]
ASTRID - Aarhus Storage Ring in Denmark ISA (Instituto de Instalaciones de Anillos de Almacenamiento), Universidad de Aarhus
Aarhus, DinamarcaBandera de Dinamarca Dinamarca
Rayos X de baja energía
Ultravioleta
ASTRID se usa exclusivamente para generar radiación sincrotrón desde 2005.[34]
ASTRID-2 ISA (Instituto de Instalaciones de Anillos de Almacenamiento), Universidad de Aarhus
Aarhus, DinamarcaBandera de Dinamarca Dinamarca
2013 Rayos X de baja energía
Ultravioleta
Visible.[35]
Financiado por el Programa Nacional National para Investigación en Infraestructuras para la investigación en medicina, biología celular y molecular, nanotecnología y física atómica y molecular. Las primeras líneas fueron completadas en 2013.[36]
BESSY II - Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) Wilhelm-Conrad-Röntgen-Campus
Berlín, Alemania Alemania
1998 BESSY II remplazó a BESSY I, el primer anillo de almacenamiento de Alemania construido para la producción de luz sincrotrón.[37]
DAFNE Laboratorio Nacional de Frascati (LNF)
Frascati, Italia Italia
Rayos X de baja energía
Ultravioleta
Infrarrojo
Sincrotrón de doble uso.[38]
DELSY - Dubna Electron Synchrotron Joint Institute for Nuclear Research (JINR)
Dubna, Moscú, Rusia Rusia
[39]
DELTA - Dortmund Electron Storage Ring Facility TU Dortmund University
Dortmund, Alemania Alemania
[40]
Diamond Light Source Didcot, Reino UnidoBandera del Reino Unido Reino Unido 2007 Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
Diamond está financiado por el gobierno británico y por Wellcome Trust.[41]
ELETTRA Trieste, Italia Italia 1994 Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
La instalación está administrada por la compañía Sincrotrone Trieste S.C.p.A., con participación del gobierno regional de Friuli-Venezia-Giulia e institutos de investigación italianos AREA y el Instituto Nacional de la Física de la Materia (INFM).[42]
ELSA - Electron Stretcher Accelerator Universidad de Bonn
Bonn, Alemania Alemania
La instalación se utiliza principalmente para estudios de física de partículas; existen tres líneas de radiación sincrotrón dedicadas al estudio de materiales y la física de materia condensada.[43]
ESRF - European Synchrotron Radiation Facility Grenoble, Bandera de Francia Francia 1994 Rayos X El sincrotrón europeo fue construido conjuntamente por 12 países europeos; actualmente 22 países participan en el proyecto. En 2020 concluyó un proyecto de ampliación y renovación del anillo.[44][45]
HASYLAB - Hamburger Synchrotronstrahlungslabor DESY (Sincrotrón Alemán)
Hamburgo, Alemania Alemania
Rayos X HASYLAB cuenta con una sola fuente de luz sincrotrón, PETRA III, tras el fin de operaciones de DORIS en octubre de 2012. El sincrotrón PETRA de más de 2 km de longitud, era utilizado antiguamente como un acelerador de partículas. Tras la reconstrucción de un sector del anillo, empezó a operar como fuente de luz sincrotrón en 2010.[46]

HASYLAB está financiado por el gobierno federal y por la ciudad de Hamburgo.

KSRS -Kurchatov Synchrotron Radiation Source Instituto Kurchátov
Moscú, Rusia Rusia
1999 Rayos X
Ultravioleta
KSRS tiene dos sincrotrones SSR (450 MeV) y LSR (2,5 Gev). El anillo de alta energía genera rayos X, y el de baja energía, rayos ultravioletas.[47]
Laboratorio MAX IV MAX-lab, Universidad de Lund
Lund, Suecia Suecia
2016 Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
MAX IV consta de dos anillos de almacenamiento y una fuente pulsada alojada en el LINAC. Los anillos de almacenamiento son los primeros de «cuarta generación».[48]
MSL - Metrology Light Source Agencia Federal Física y Técnica (PTB)
Berlín, Alemania Alemania
2008 Ultravioleta
Infrarrojo
Dedicado a la metrología y calibración de instrumentos.[49]
SLS - Swiss Light Source Instituto Paul Scherrer
Villigen, Suiza Suiza
2001 Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
La instalación se destaca por el amplio rango espectral emitido y por la variedad y la facilidad de configuración de sus dispositivos magnéticos.[50]
Solaris - Centrum Promieniowania Synchrotronowego Universidad de Jagiellonian
Cracovia, Polonia Polonia
2018 Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
El proyecto es el resultado de un contrato entre la Universidad y el Ministerio de Ciencia y Educación Superior.
El anillo puede funcionar a dos energías diferentes 0.7 y 1.5 GeV para optimizar el rendimiento en todas las regiones del espectro.[51]
SOLEIL Gif-sur-Yvette, Bandera de Francia Francia 2006[52] Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
SOLEIL es el sincrotrón nacional francés, administrado conjuntamente por el CNRS y el CEA.[53]
SSRC - Siberian Synchrotron Research Center Instituto de Física Nuclear Budker
Siberia, Rusia Rusia
Rayos X SSRC cuenta con dos sincrotrones; uno de ellos, VEPP 3 tiene líneas de radiación sincrotrón.[54]
TNK Instituto F.V. Lukin
Moscú, Rusia Rusia

En proyecto[editar]

[actualizar]

Nombre Ubicación Estado Líneas de radiación Notas
CANDLE Universidad de Ereván, Ereván, ArmeniaBandera de Armenia Armenia En construcción[55] Rayos X CANDLE (Center for the Advancement of Natural Discoveries using Light Emission) se fundó como una organización sin ánimo de lucro en Estados Unidos, con el objeto de construir un sincrotrón de 3GeV en Armenia.
DELSY(Dubna Electron Synchrotron) Joint Institute for Nuclear Research
Dubná, Rusia Rusia
En planificación Rayos X Fuente de tercera generación diseñada para complementar las capabilidades de Sibir-2 en el Instituto Kurchatov.[56]
ILSF (Iranian Light Source Facility) Instituto para la Investigación en Ciencias Fundamentales (IPM)
Teherán, IránBandera de Irán Irán
En planificación Rayos X ILSF tendrá un anillo de almacenamiento de 3 GeV.
El final de la construcción está previsto para 2018.[57]
SuperSOR Universidad de Tokio
Kashiwa-shi, Chiba, JapónBandera de Japón Japón
En construcción Rayos X de baja energía
Ultravioleta
SuperSOR está optimizado para investigación con radiación de baja energía.[58]

Cerrados[editar]

Nombre Ubicación Comienzo de operaciones Final de operaciones Notas
ADONE Laboratorio Nacional de Frascati (LNF)
Frascati, Italia Italia
1969 1993 Se empezó a usar para experimentos con luz sincrotrón en 1978, tras una modificación del acelerador.
Fue cerrado para poder construir el nuevo acelerador DAFNE en el mismo edificio.[59]
BESSY I Berlín, Alemania Alemania 1982 1999 Primera instalación en Alemania dedicada exclusivamente a la emisión de luz sincrotrón.
En este sincrotrón se realizaron los primeros estudios usando microscopía de rayos X, radiación ultravioleta circularmente polarizada y fotoemisón polarizada en espín.[37]
Daresbury Laboratory SRC Daresbury Laboratory
Warrington, Chesire, Reino UnidoBandera del Reino Unido Reino Unido
1980 2008 El anillo de SRC fue el primer acelerador diseñado específicamente como fuente de luz sincrotrón.[60]
DORIS III DESY (Sincrotrón Alemán)
Hamburgo, Alemania Alemania
2012 DORIS fue uno de los primeros anillos usados para radiación sincrotrón, en conjunción con experimentos de física de partículas al principio, y exclusivamente tras una reforma del acelerador.[61]
LURE - Laboratoire pour l'Utilisation du Rayonnement Electromagnétique Orsay, Bandera de Francia Francia 1971 2003 El anillo ACO fue una de las primeras instalaciones utilizadas para estudios con luz sincrotrón. Un segundo anillo, DCI fue construido en 1972 y Super-ACO en 1987. LURE cesó operaciones durante la construcción del nuevo sincrotrón francés SOLEIL.[52]
Max-lab MAX-lab, Universidad de Lund
Lund, Suecia Suecia
1986 2015 Max-lab constaba de tres anillos de almacenamiento: MAX I (550 MeV), completado en 1986; MAX II (1.5 GeV), finalizado en 1996; y MAX III (700 MeV), en 2007.[62]​ Han sido reemplazados por MAX IV.
NSLS - National Synchrotron Light Source Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL)
Upton, Nueva York, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1982 2014 NSLS fue una de las primeras fuentes de radiación sincrotrón de segunda generación.[63]​ Fue reemplazado por NSLS-II, una fuente de tercera generación, que entró en funcionamiento en 2015.
PEP - Positron-Electron Project Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC
Menlo Park, California, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1980 2008 PEP contaba con líneas de radiación sincrotrón funcionando en modo parasítico.[64]​ En 1994 se rehabilitó el anillo para la producción de mesones B, limitando los experimentos con luz sincrotrón.
SRC - Synchrotron Radiation Center Universidad de Wisconsin
Stoughton, Wisconsin, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1986 2014 Sincrotrón especializado en la producción de rayos X de baja energía y radiación ultravioleta e infrarroja. En 2011, la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos decidió dejar de financiar la instalación y los últimos experimentos se llevaron a cabo en marzo de 2014.[65]
TANTALUS Universidad de Wisconsin
Madison, Wisconsin, Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
1968 1986 Aunque diseñado para otros propósitos, TANTALUS se convirtió en el primer sincrotrón del mundo utilizado exclusivamente para el uso de luz sincrotrón.[66]
UVX LNLS - Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Campinas, São Paulo, BrasilBandera de Brasil Brasil 1997 2019 UVX fue el primer sincrotrón en América Latina.[67]​ Ha sido reemplazado por Sirius.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

General[editar]

Notas al pie[editar]

  1. Elder, F. R.; Gurewitsch, A. M.; Langmuir, R. V.; Pollock, H. C. (1947). «Radiation from Electrons in a Synchrotron». Physical Review (en inglés) 71 (11): 829-830. 
  2. Robinson, Arthur L. «Section 2.2 — History of synchrotron radiation». X-Ray Data Booklet (en inglés). Consultado el 3 de junio de 2012. 
  3. Quitmann, C.; van der Veen, J. F.; Eriksson, M. (1 de septiembre de 2014). «Diffraction-limited storage rings – a window to the science of tomorrow». Journal of Synchrotron Radiation (en inglés) 21 (5): 837-842. ISSN 1600-5775. doi:10.1107/S1600577514019286. Consultado el 18 de mayo de 2019. 
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  5. «Report of the BESAC Panel on DOE Synchrotron Radiation Sources and Science» (PDF) (en inglés). 1997. Consultado el 3 de noviembre de 2011. 
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