В прискорювачах елементарних частинок при русі в магнітному полі по криволінійній траєкторії електронів, позитронів, протонів зі швидкостями, близькими до швидкості світла, виникає гальмівне (магніто - гальмівне) випромінювання, або як його називають синхротронне випромінювання (СВ).

Ця назва обумовлена тим, що детальні дослідження характеристик цього випромінювання (поляризація, кутовий розподіл, інтенсивність та ін.) розпочинались саме на прискорювачах – синхротронах. В даному огляді проаналізовані особливості фізичних властивостей та перспективи використання СВ, що обумовлені їх унікальними властивостями.

Перші серйозні спостереження, дослідження характеристик CВ почалось вже в 50 – і роки попереднього століття, коли почалися роботи на перших потужних прискорювачах елементарних частинок – синхротронах, а дещо пізніше - при русі заряджених частинок через так звані ондулятори та вігглери (періодичні магнітні структури, якими почали користуватись для створення СВ). На той момент СВ розглядалось, як шкідливий ефект, що приводив до втрат в прискорювачах елементарних частинок високих енергій. Цей ефект називали ще «прожекторний ефект», або «електрон, що світиться». Коротко зупинимось на основних фізичних особливостях цього випромінювання.

CВ – випромінювання з надзвичайно високою  колімацією пучка. Пучок СВ випромінюється електроном по дотичній до траєкторії  і має кутову розбіжність менш, ніж долі мілірадіана для типових значень енергій електронів в сучасних прискорювачах 300 Мев – 10 ГеВ.

СВ характеризується широким, неперервним спектром, що легко перебудовується. Він перекриває практично весь рентгенівський діапазон і область ультрафіолетового випромінювання (0,1 нм – 300 нм). Можна використовувати також і випромінювання видимої та інфрачервоної області спектра.

СВ має дуже високу інтенсивність, яка в найбільш важливому для досліджень і технологій рентгенівському діапазоні більш, ніж на п’ять порядків перевищує інтенсивність рентгенівських трубок.

Синхротронне  випромінювання дуже  анізотропне. При русі частинки по колу в прискорювачі воно в основному зосереджене в площині орбіти, при використанні ондулятора - направлене вперед у напрямку руху частинок. СВ характеризується природною поляризацією: строго лінійною на осі пучка (вектор напруженості електричного поля лежить в площині орбіти електронів) і строго циркулярною на його периферії. Поляризація СВ грає важливу роль в багатьох прецизійних методах досліджень матеріалів та структур мікроелектроніки. Перераховані вище унікальні властивості СВ дозволяють підняти на новий якісний рівень субмікронну мікротехнологію і аналітичні методи діагностики субмікронних функціональних структур.

Перші використання особливих властивостей СВ почалось в атомній спектроскопії, а потім і в фізиці твердого тіла. Відомі роботи по використанню СВ для досліджень високоенергетичного збудження люмінесценції; на багатьох синхротронах були створені лабораторії вакуумного ультрафіолетового та рентгенівського каналів СВ. Одна з найвідоміших таких лабораторій функціонує на прискорювачі DESY (м. Гамбург, Німеччина). Лабораторія HASYLAB, в якій є більше 30 каналів (так званих beamlines) видимого випромінювання, ультрафіолетового (UVIS), вакуумного ультрафіолетового та рентгенівського (X-rays) СВ. Лабораторія розміщена над накопичувачем позитронів DORIS III, який і є джерелом СВ. На обладнані цієї лабораторії мають можливість проводити дослідження науковці багатьох країн.

Перераховані вище властивості СВ дозволяють в фізиці та матеріалознавстві створити прецизійні методи досліджень речовини, а в техніці та технологіях підняти на новий якісний рівень мікротехнологію і аналітичні методи діагностики субмікронних функціональних структур мікроелектроніки. Так, відомі використання СВ в біологічних дослідженнях, наприклад, для розшифрування структури білка, а в медицині для створення нових лікарських препаратів, Розширюються використання СВ рентгенівського діапазону в клінічних дослідженнях: мікроангографія, лімфографія, томографія мозку та судин, денситометрія кісток, мікроелементний аналіз.

Звичайно, широке використання цього випромінювання значно ускладнене тим, що воно отримується  на даний час практично тільки в небагатьох світових наукових центрах, зв’язаних з прискорювачами елементарних частинок (синхротронами), або з так званими накопичувачами електронів. Але надзвичайно швидкий розвиток технологій у світі в цьому напрямку мабуть в найближчий час зробить можливим використання цього поки що «екзотичного» та високовартісного випромінювання в більш доступних межах. Варто сказати, що ще кілька десятиліть назад важко було представити використання різного роду прискорювачів, що містяться практично «на столі», і широко використовуються, наприклад, в медицині.