Синхротронное излучение — излучение электромагнитных волн релятивистскими заряженными частицами, движущимися по криволинейной траектории, то есть имеющими составляющую ускорения, перпендикулярную скорости. Синхротронное излучение создаётся в синхротронах, накопительных кольцах ускорителей, при движении заряженных частиц через ондулятор. Частота излучения может включать очень широкий спектральный диапазон, от радиоволн до рентгеновского излучения.
Синхротро́н — один из типов резонансных циклических ускорителей. Характеризуется тем, что в процессе ускорения частиц орбита пучка остаётся постоянного радиуса, а ведущее магнитное поле поворотных магнитов, определяющее этот радиус, возрастает во времени. Кроме того, остаётся постоянной частота ускоряющего электрического поля. Понятно, что для пучков ультрарелятивистских частиц период обращения определяется только длиной орбиты, и поскольку она не изменяется, то нет необходимости изменять частоту электрического поля. Поэтому все резонансные циклические ускорители лёгких частиц, а также высокоэнергетические протонные и ионные машины, такие как LHC и Тэватрон — это синхротроны. В синхротроне достигнуты энергии около 6,5 ТэВ для протонов (LHC) и более 100 ГэВ для электронов (LEP). Дальнейшее повышение энергии в электронных синхротронах требует сильного увеличения их размеров вследствие огромных потерь энергии на излучение. Потеря энергии за один оборот пропорциональна 4-й степени энергии частиц: W ~ E4/R.
Австралийский синхротрон — ускоритель электронов на энергию 3 ГэВ, специализированный источник синхротронного излучения рентгеновского диапазона, критическая энергия фотонов 7.8 КэВ. Построен в Мельбурне, открытие состоялось 31 июля 2007 года. Синхротрон расположен в Клейтоне, пригороде Мельбурна на месте кинотеатра на колёсах, рядом с научно-исследовательскими лабораториями компании «Telstra» и через дорогу от клейтонского кампуса университета Монаша.
ELETTRA — итальянская лаборатория, расположенная в Басовицце, пригороде Триеста, специализирующаяся на получении и использовании синхротронного излучения. Помимо, собственно, источника синхротронного излучения третьего поколения — электронного синхротрона ELETTRA, оперирующего с 1993 года — в лаборатории строится лазер на свободных электронах FERMI@elettra.
Синхрофазотро́н — резонансный циклический ускоритель с неизменной в процессе ускорения длиной равновесной орбиты. Чтобы частицы в процессе ускорения оставались на той же орбите, изменяется как ведущее магнитное поле, так и частота ускоряющего электрического поля. Последнее необходимо, чтобы пучок приходил в ускоряющую секцию всегда в фазе с высокочастотным электрическим полем. В том случае, если частицы ультрарелятивистские, частота обращения при фиксированной длине орбиты не меняется с ростом энергии, и частота ВЧ-генератора также должна оставаться постоянной. Такой ускоритель уже называется синхротроном.
Multiturn Accelerator-Recuperator Source (MARS) — проект источника синхротронного излучения на базе многооборотного ускорителя-рекуператора.
Специализированные источники синхротронного излучения — ускорители электронов, построенные специально для генерации синхротронного излучения (СИ). Как правило, это синхротроны со специальными параметрами. Однако, последние и проектируемые поколения источников СИ — это лазеры на свободных электронах и ускорители-рекуператоры.
ALBA — источник синхротронного излучения третьего поколения, расположенный в Серданьоле-дель-Вальес, недалеко от Барселоны, Каталония, Испания. Ускорительный комплекс построен и эксплуатируется консорциумом CELLS, и профинансирован правительствами Испании Каталонии.
APS — источник синхротронного излучения третьего поколения в Аргоннской национальной лаборатории, в 40 км от Чикаго, США.
Diamond Light Source — ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения третьего поколения в графстве Оксфордшир, Великобритания.
Бирмингемский синхротрон — циклический ускоритель протонов на энергию 1 ГэВ, один из первых в мире синхротронов, построенный в Бирмингемском университете в 1953 году под руководством Марка Олифанта.
Pohang Light Source (PLS) — ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения 3-го поколения в городе Пхохан, Южная Корея. Комплекс управляется лабораторией PAL и POSTECH.
CESR — электрон-позитронный коллайдер на энергию 1.75-6 ГэВ, работавший в 1979-2008 годах в Корнеллском университете, Итака, штат Нью-Йорк, США. В настоящее время используется как тестовый электронный синхротрон для задач ускорительной физики и как источник синхротронного излучения.
Indus-1, Indus-2 — источники синхротронного излучения в лаборатории RRCAT, Индаур, Индия.
ADONE — электрон-позитронный коллайдер, работавший в 1969—1993 годах в лаборатории INFN, Фраскати, Италия. Коллайдер представлял собой синхротрон периметром 105 м на энергию до 1,5 ГэВ, на момент запуска это был самый высокоэнергетичный коллайдер. Кольцо состояло из 12 суперпериодов, каждый из которых включал в себя поворотный магнит и дублет квадрупольных линз (FODO-структура). Длина экспериментальных промежутков составляла 2,5 м. 4 ускоряющих резонатора с напряжением 120 кВ работали на третьей гармонике частоты обращения. В кольце циркулировало 3×3 сгустка, которые сталкивались в 6 из 12 периодов. Из них 2 были заняты ВЧ-резонаторами, а в четырёх — располагались детекторы.
SPring-8 — ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения третьего поколения с самой высокой в мире энергией 8 ГэВ, расположенный в префектуре Хёго, Япония.
SPEAR — электрон-позитронный коллайдер на энергию до 3.5 ГэВ, работавший в 1972-1990 годах в Национальной лаборатории SLAC, штат Калифорния, США. В настоящее время, после ряда апгрейдов, используется как источник синхротронного излучения SPEAR3.
MAX IV — ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения в Швеции вблизи города Лунд. Первый из источников 4-го поколения, с эмиттансом менее 1 нм*рад.
Sirius — ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения поколения 4+, вблизи города Кампинас, Бразилия.
DORIS — электрон-позитронный коллайдер на энергию до 5 ГэВ, работавший в лаборатории DESY, Гамбург, в 1974-1993 годах для экспериментов по физике элементарных частиц, а впоследствии до 2012 года как источник синхротронного излучения.