СИНХРОТРО́ННОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ

СИНХРОТРО́ННОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ, элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние, ис­пус­кае­мое ре­ля­ти­ви­ст­ски­ми за­ря­жен­ны­ми час­ти­ца­ми в од­но­род­ном маг­нит­ном по­ле; один из ви­дов маг­ни­то­тор­моз­но­го из­лу­че­ния. С. и. обу­слов­ле­но ус­ко­ре­ни­ем час­тиц, по­яв­ляю­щим­ся при ис­крив­ле­нии их тра­ек­то­рий в маг­нит­ном по­ле. Ана­ло­гич­ное из­лу­че­ние не­ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц, дви­жу­щих­ся по кру­го­вым или спи­раль­ным тра­ек­то­ри­ям, на­зы­ва­ет­ся цик­ло­трон­ным из­лу­че­ни­ем; оно про­ис­хо­дит на осн. ги­ро­маг­нит­ной час­то­те и её пер­вых гар­мо­ни­ках. С уве­ли­че­ни­ем ско­ро­сти час­ти­цы роль вы­со­ких гар­мо­ник воз­рас­та­ет; при при­бли­же­нии к ре­ля­ти­ви­ст­ско­му пре­де­лу из­лу­че­ние в об­лас­ти наи­бо­лее ин­тен­сив­ных вы­со­ких гар­мо­ник об­ла­да­ет прак­ти­че­ски не­пре­рыв­ным спек­тром и со­сре­до­то­че­но в на­прав­ле­нии мгно­вен­ной ско­ро­сти час­ти­цы в уз­ком ко­ну­се с уг­лом рас­тво­ра $ψ∝mc^2/ℰ$, где $m$ – мас­са, $ℰ$ – энер­гия час­ти­цы, $c$ – скорость света.

Из­лу­че­ние отд. час­ти­цы в об­щем слу­чае эл­лип­ти­че­ски по­ля­ри­зо­ва­но, при­чём боль­шая ось эл­лип­са по­ля­ри­за­ции рас­по­ло­же­на пер­пен­ди­ку­ляр­но ви­ди­мой про­ек­ции маг­нит­но­го по­ля. Сте­пень эл­лип­тич­но­сти и на­прав­ле­ние вра­ще­ния век­то­ра на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля за­ви­сят от на­прав­ле­ния на­блю­де­ния по от­но­ше­нию к ко­ну­су, опи­сы­вае­мо­му век­то­ром ско­ро­сти час­ти­цы во­круг на­прав­ле­ния маг­нит­но­го по­ля. Для на­прав­ле­ний на­блю­де­ния, ле­жа­щих на этом ко­ну­се, по­ля­ри­за­ция из­лу­че­ния ли­ней­ная.

С. и. впер­вые пред­ска­за­но брит. фи­зи­ком Дж. А. Шот­том в 1912; на­блю­да­лось в цик­лич. ус­ко­ри­те­лях элек­тро­нов (в син­хро­тро­не, от­сю­да назв.). По­те­ри энер­гии на С. и., а так­же свя­зан­ные с С. и. кван­то­вые эф­фек­ты в дви­же­нии час­тиц не­об­хо­ди­мо учи­ты­вать при кон­ст­руи­ро­ва­нии цик­лич. ус­ко­ри­те­лей элек­тро­нов вы­со­кой энер­гии. С. и. цик­лич. ус­ко­рите­лей элек­тро­нов ис­поль­зу­ет­ся для по­лу­че­ния ин­тен­сив­ных пуч­ков по­ля­ри­зо­ван­но­го элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния в УФ-об­лас­ти спек­тра и в об­лас­ти мяг­ко­го рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния; пуч­ки рент­ге­нов­ско­го С. и. при­ме­ня­ют­ся в рент­ге­нов­ском струк­тур­ном ана­ли­зе, рент­ге­нов­ской спек­тро­ско­пии и др.

Боль­шой ин­те­рес пред­став­ля­ет С. и. кос­мич. объ­ек­тов, в ча­ст­но­сти не­те­п­ло­вой ра­дио­фон Га­лак­ти­ки, не­те­п­ло­вое ра­дио- и оп­тич. из­лу­че­ние дис­крет­ных ис­точ­ни­ков (сверх­но­вых звёзд, пуль­са­ров, ква­за­ров, ра­дио­га­лак­тик). Син­хро­трон­ная при­ро­да этих из­лу­че­ний под­твер­жда­ет­ся осо­бен­но­стя­ми их спек­тра и по­ля­ри­за­ции. Ре­ля­ти­ви­ст­ские элек­тро­ны, вхо­дя­щие в со­став кос­мич. лу­чей, в кос­мич. маг­нит­ных по­лях да­ют син­хро­трон­ную со­став­ляю­щую кос­мич. из­лу­че­ния в ра­дио-, оп­ти­че­ском и рент­ге­нов­ском диа­па­зо­нах. Из­ме­ре­ния спек­траль­ной ин­тен­сив­но­сти и по­ля­ри­за­ции кос­мич. С. и. по­зво­ля­ют по­лу­чить ин­фор­ма­цию о кон­цен­тра­ции и энер­ге­тич. спек­тре ре­ля­ти­ви­ст­ских элек­тро­нов, ве­ли­чи­не и на­прав­ле­нии маг­нит­ных по­лей в уда­лён­ных час­тях Все­лен­ной.