Synchrotrons, synchro-cyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs circulaires.
Dans de tels accélérateurs un champ magnétique intense permet d'accélèrer un faisceau de particules. Or, d'après les équations de Maxwell (Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois...), toute particule chargée se déplaçant de façon non-uniforme (par exemple sur une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) circulaire) émet un rayonnement électromagnétique (Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique...).
Dans le cas d'un synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute...) ces particules sont généralement des électrons (plus rarement des positrons) et tournent à des vitesses relativistes. On peut donc dire que le rayonnement synchrotron (Synchrotrons, synchro-cyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs...) est un rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) électromagnétique émis par des électrons qui tournent dans un anneau de stockage.
Ce rayonnement dépend de la vitesse (On distingue :) des électrons mais couvre une très large partie du spectre électromagnétique : de l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) aux rayons X durs.
Il est alors possible soit d'utiliser une gamme spectrale étendue (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (En analyse, la transformation de Fourier est un analogue de la théorie des séries de Fourier pour...), diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est...) de Laüe), soit plus habituellement de monochromatiser ce faisceau blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir...) pour ne travailler qu'avec une bande très étroite de fréquences lumineuses. Dans le cadre de certaines expériences, absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...) de rayons X EXAFS ou XANES par exemple, la possibilité de faire varier finement l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) du faisceau est un atout fondamental et permet de sonder précisément certaines transitions énergétiques.
Le rayonnement synchrotron est particulièrement brillant (intense et focalisé), il peut l'être 10000 fois plus que la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) solaire. Dans la gamme des rayons X durs, la faible divergence du faisceau permet la mise en œuvre de méthodes de micro-imagerie, à l'échelle de quelques fractions de micromètre (Un micromètre (symbole μm) vaut 10-6 = 0, 000 001 mètre.) sur les lignes les plus performantes.
En outre, le rayonnement synchrotron est :
Les applications sont nombreuses :