Синхротронное излучение заставляет заряженные частицы светиться при ускорении в магнитном поле, теряя энергию.

Синхротронное излучение — это электромагнитное излучение, испускаемое заряженными частицами при движении по криволинейной траектории в магнитном поле. Когда электрон ускоряется в таком поле, он теряет энергию в виде фотонов, замедляясь и отклоняясь от изначального курса. Это явление стало серьёзной проблемой для конструкторов циклотронов и синхротронов — ускорителей элементарных частиц, где энергия расходуется не на разгон частиц, а на излучение. Велічина потерь на синхротронное излучение катастрофически зависит от массы частицы. Электрон теряет энергию примерно в 10¹³ раз быстрее, чем протон той же энергии, поскольку для одинакового радиуса кривизны траектории более лёгкая частица испытывает несоизмеримо большее ускорение. Это означает, что при высоких энергиях электронные синхротроны требуют гораздо более мощного электроснабжения, чем протонные. Для современных коллайдеров, таких как Большой адронный коллайдер (БАК), эта асимметрия критична при выборе типа ускорителя. Синхротронное излучение нашло и неожиданное применение в науке. Синхротронные источники света — огромные ускорительные комплексы, работающие не для открытия новых частиц, а для генерации когерентного рентгеновского излучения высокой интенсивности. Такое излучение позволяет исследовать кристаллическую структуру белков, материалов и минералов с беспрецедентной точностью. Эти установки есть в крупнейших исследовательских центрах мира и активно используются в биологии, материаловедении и нанотехнологиях.