science >> Wetenschap >  >> Fysica

De maan is een harde minnares - zwaartekrachteffecten op NSLS-II

Deze afbeelding toont de dagelijkse veranderingen in de radiofrequentie van NSLS-II in overeenstemming met de fasen van de maan. Wetenschappers van NSLS-II hebben waargenomen dat de effecten van de maanfasen verschijnen als een duidelijke dip die over de pieken in de bovenstaande gegevens beweegt. De uitlijning tussen de maan, zon, en de aarde verandert de aantrekkingskracht op onze planeet, en bepaalt ook of we een volle maan zien, afnemende maan, of zelfs geen maan. Krediet:Brookhaven National Laboratory

Nacht en dag, zoals de maan om de aarde draait en de aarde om de zon, de zwaartekrachten van deze hemellichamen trekken aan de aarde. Deze trekkracht zorgt ervoor dat de zeespiegel op aarde stijgt en daalt, een fenomeen dat we de 'getijden' noemen. Maar wist je dat land, te, een getij ervaart?

Net zoals de zeespiegel stijgt en daalt, de aardkorst verandert van vorm met de stand van de maan. We kunnen deze veranderingen niet zo gemakkelijk zien of voelen als de getijden van de oceaan, omdat de aardkorst veel stijver en stabieler is dan water. Uiterst nauwkeurige machines, echter, zoals de National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) - een gebruikersfaciliteit van het Amerikaanse Department of Energy Office of Science - kan aanzienlijk worden beïnvloed door deze getijdenkracht.

"We denken over de getijden in termen van het water, maar er is ook een getij in de aardkorst, " zei Jim Roos, de leider van de radiofrequentiegroep bij NSLS-II. "Het zorgt ervoor dat het hele landoppervlak onder de versneller van NSLS-II een heel klein beetje beweegt, en het land zal het gaspedaal daadwerkelijk meebewegen."

Deze lichte beweging van het aardoppervlak verandert elke dag minutieus de vorm van de versnellerring bij NSLS-II, en daarmee de positie van de elektronenbundel in de ring. Omdat de elektronenstraal verantwoordelijk is voor het afleveren van de ultraheldere röntgenstralen van NSLS-II, als het uit het midden van de gaspedaalring komt, de kwaliteit van de röntgenfoto's van NSLS-II kan aanzienlijk worden verminderd.

Een zicht op de NSLS-II magneetliggers, die helpen bij het uitlijnen van de baan van de elektronenstraal. Krediet:Brookhaven National Laboratory

"We wisten dat er dagelijkse en jaarlijkse veranderingen in de baan van de straal zouden zijn, dus toen we NSLS-II ontwierpen, een frequentiefeedbacksysteem werd bedacht en ontworpen om de positie van de straal te corrigeren op basis van de aantrekkingskracht van de maan en de zon, " zei Roos.

Zoals alle synchrotrons, NSLS-II gebruikt radiogolven om de elektronenstraal te versnellen. Een frequentiefeedbacksysteem, in opdracht van Brookhaven-natuurkundige Guimei Wang, corrigeert de positie van de elektronenbundel door de frequentie van deze radiogolven te manipuleren om de getijdenkrachten van de maan te compenseren. Dit verandert de manier waarop de elektronenstraal wordt versneld, de baan van de straal corrigeren en NSLS-II te allen tijde efficiënt laten werken - ongeacht de activiteit van onze naaste hemelse buur.