Questa immagine mostra i cambiamenti giornalieri della frequenza radio di NSLS-II in base alle fasi lunari. Gli scienziati di NSLS-II hanno osservato che gli effetti delle fasi lunari appaiono come un distinto tuffo che si sposta attraverso i picchi nei dati sopra. L'allineamento tra la luna, sole, e la terra cambia l'attrazione gravitazionale sul nostro pianeta, e determina anche se vediamo la luna piena, Luna calante, o anche senza luna. Credito:Brookhaven National Laboratory
Notte e giorno, come la luna orbita intorno alla terra e la terra intorno al sole, le forze gravitazionali di questi corpi celesti attraggono la terra. Questa forza di trazione è ciò che fa salire e scendere il livello del mare della terra, un fenomeno che chiamiamo le "maree". Ma conoscevi quella terra, pure, sperimenta una marea?
Proprio come il livello del mare sale e scende, la crosta terrestre cambia forma con la fase lunare. Non possiamo vedere o sentire questi cambiamenti con la stessa facilità con cui possiamo osservare le maree oceaniche perché la crosta terrestre è molto più rigida e stabile dell'acqua. Macchine ad alta precisione, però, come la National Synchrotron Light Source II (NSLS-II), una struttura per l'utente dell'Ufficio della scienza del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti, può essere significativamente influenzata da questa forza di marea.
"Pensiamo alle maree in termini di acqua, ma c'è anche una marea nella crosta terrestre, " ha detto Jim Rose, il leader del gruppo di radiofrequenza presso NSLS-II. "Fa sì che l'intera area di terra sotto l'acceleratore di NSLS-II si muova leggermente, e la terra sposterà effettivamente l'acceleratore con essa."
Questo leggero movimento della superficie terrestre cambia minuziosamente la forma dell'anello dell'acceleratore a NSLS-II ogni giorno, e quindi la posizione del fascio di elettroni all'interno dell'anello. Poiché il fascio di elettroni è responsabile della trasmissione dei raggi X ultra luminosi di NSLS-II, se diventa decentrato rispetto all'anello dell'acceleratore, la qualità dei raggi X di NSLS-II potrebbe essere significativamente ridotta.
Una vista delle travi magnetiche NSLS-II, che aiutano ad allineare l'orbita del fascio di elettroni. Credito:Brookhaven National Laboratory
"Sapevamo che ci sarebbero stati cambiamenti giornalieri e annuali nell'orbita del raggio, quindi quando abbiamo progettato NSLS-II, è stato concepito e progettato un sistema di feedback in frequenza per correggere la posizione del raggio in base all'attrazione della luna e del sole, " disse Rosa.
Come tutti i sincrotroni, NSLS-II utilizza le onde radio per accelerare il suo fascio di elettroni. Un sistema di feedback in frequenza, commissionato dal fisico di Brookhaven Guimei Wang, corregge la posizione del fascio di elettroni manipolando la frequenza di queste onde radio per compensare le forze di marea della luna. Questo cambia il modo in cui il fascio di elettroni viene accelerato, correggendo l'orbita del raggio e consentendo a NSLS-II di funzionare in modo efficiente in ogni momento, indipendentemente dall'attività del nostro vicino celeste più prossimo.
