Review/Synthèse Synchrotron radiation in atomic physics

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Abstract

Much of present understanding of atomic and molecular structure and dynamicswas gained through studies of photon–atom interactions. In particular, observations of the emission, absorption, and scattering of X rays havecomplemented particle-collision experiments in elucidating the physics ofatomic inner shells. Grounded on Max von Laue's theoretical insight andthe invention of the Bragg spectrometer, the field's potential underwent astep function with the development of synchrotron-radiation sources. Notablycurrent third-generation sources have opened new horizons in atomicand molecular physics by producing radiation of wide tunability andexceedingly high intensity and polarization, narrow energy bandwidth, andsharp time structure. In this review, recent advances insynchrotron-radiation studies in atomic and molecular science are outlined. Some tempting opportunities are surveyed that arise for future studiesof atomic processes, including many-body effects, aspects offundamental photon–atominteractions, and relativistic and quantum-electrodynamic phenomena.

Une partie majeure de notre compréhension de la structure et de la dynamique des atomes et des molécules nous vient des études impliquant l'interaction photon–atome. En particulier, l'émission, l'absorption et la diffusion de rayons X ont complété l'étude des couches internes effectuées à l'aide de collisions électroniques. D'abord basé sur l'intuition physique de Max von Laue et l'invention du spectromètre de Bragg, ce champ d'étude a connu un développement brusque à l'avènement des sources de radiation synchrotron. Les machines de troisième génération ouvrent de nouveaux horizons en physique atomique et moléculaire en offrant des faisceaux réglables en fréquence, polarisés, de haute intensité, de faible largeur de bande et de faible dispersion temporelle. Nous soulignons dans cette revue les plus récents développements dans l'étude des atomes et des molécules utilisant la radiation synchrotron. Nous passons en revue quelques possibilités intéressantes pour l'avenir, incluant les effets à N-corps, les aspects fondamentaux de l'interaction photon–atome et les phénomènes relativistes ou impliquant l'électrodynamique quantique.

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