Se llama ondulador a un dispositivo magnético utilizado en aceleradores de partículas.Los onduladores están formados por una hilera de imanes con los polos dispuestos alternadamente, creando un campo magnético oscilatorio periódico.Cuando un haz de partículas con carga eléctrica (generalmente electrones) atraviesan el campo magnético generado por el ondulador son desviadas de su trayectoria, emitiendo durante este proceso radiación electromagnética sincrotrón.[1] Esta radiación es muy útil para el estudio de la estructura de materiales y sus propiedades físico-químicas y para ciertas aplicaciones médicas.La teoría del funcionamiento de los onduladores fue desarrollada por el soviético Vitalii Ginzburg en 1947.Gracias a estos primeros onduladores se logró caracterizar completamente las propiedades de la radiación emitida por estos aparatos, como su intensidad, ancho del espectro, polarización y distribución angular.Instalado en el sincrotrón de Stanford este ondulador llegó a producir rayos-X con energías entre 3 y 7 keV.Para el estudio de materiales magnéticos es preferible utilizar luz polarizada elípticamente.Esto requiere que los electrones atraviesen un campo magnético helicoidal en vez del campo transversal generado por un ondulador Halbach.[4][5] Ciertas propiedades de la radiación sincrotrón, tales como la intensidad y la longitud de onda crítica dependen del radio de curvatura R de la trayectoria seguida por los electrones al penetrar en un campo magnético; la utilización estructuras magnéticas como wigglers u onduladores en sincrotrones modifica estas propiedades al forzar a los electrones a oscilar con un radio diferente al que siguen cuando circulan en el anillo de almacenamiento.Los wigglers y onduladores se diferencian por la magnitud de la desviaciónEn un wiggler, el ángulo de desviación es mayor y[6] Debido a la menor desviación experimentada por los electrones en el ondulador, se produce interferencia entre la radiación emitida por estos en dos puntos separados por el período del campo magnético generado por el ondulador.para la que se cumple la condición de interferencia viene dada por:igual a la unidad en un sincrotrón operando a la energía de 1.5 GeV el ondulador produce un flujo y brillantez 120 y 8200 veces mayores respectivamente a los de la radiación de un dipolo convencional en el mismo sincrotrón.[6] La intensidad de la luz emitida por el ondulador puede incrementarse si los electrones que lo atraviesan se agrupan en paquetes muy concentrados separados por una longitud de onda de la radiación emitida.Este proceso recibe el nombre de microbunching y se puede conseguir inyectando un haz de luz láser junto a los electrones o diseñando un ondulador de tal forma que los electrones se puedan agrupar espontáneamente, mediante la interacción con la propia luz sincrotrón emitida durante su oscilación en el campo magnético.[nota 3] Los electrones así agrupados emiten en fase, con lo cual las amplitudes de radiación emitida por cada electrón se suman y su intensidad total es el cuadrado de la que se obtendría en un ondulador convencional.Las altas intensidades alcanzadas con los onduladores facilitan el estudio de materiales, tanto inorgánicos como biológicos, en bajas concentraciones o presentes en muestras de tamaño microscópico así como la investigación de reacciones químicas en tiempo real.
