Il s’agit d’un rayonnement électromagnétique (« lumière ») produit dans des accélérateurs par des particules chargées, lorsque qu’elles sont soumises à une force transverse, magnétique ou électrique : comme une antenne qui se déplacerait très vite. Ceci entraine un changement de fréquence perçu ou mesuré par un observateur nommé « effet Doppler ».
• Nous percevons l’effet Doppler au niveau des ondes sonores lorsqu’une voiture rapide passe devant nous :
• Le même effet existe avec les ondes lumineuses. Par exemple, lorsqu’une onde radar est réfléchie par une voiture, l’observateur situé devant reçoit une fréquence plus élevée. La différence est mesurée par les petites boites qui parsèment les routes pour en déduire la vitesse de l’automobile… L’effet Doppler existe aussi pour la lumière émise par les galaxies, qui s’éloignent, avec une fréquence qui diminue (« décalage vers le rouge »)
• L’effet Doppler est très faible pour une voiture qui a une vitesse de 100 km/h (~30m/s). La fréquence est ici augmentée par moins de un millionième. Mais pour un électron se propageant à une vitesse proche de celle de la lumière (c = 300 000 km/s), il devient gigantesque ! La fréquence dans ce cas peut augmenter jusqu’à 10 ordres de grandeur selon l’énergie de l’accélérateur.
• Pour obtenir des fréquences élevées (par exemple des rayons X), on doit accélérer les électrons à des énergies considérables, par exemple à 2,75 GeV pour l’anneau SOLEIL situé à Saclay (une énergie équivalente à une accélération par 2,75 milliards de Volts).
• Le rayonnement synchrotron permet d’obtenir des faisceaux lumineux très intenses dans tous les domaines spectraux des rayons X à l’infrarouge. Il permet aussi d’obtenir des faisceaux très fins, qui se rapprochent des propriétés de faisceaux lasers. Il constitue une source très demandée par les chercheurs de différentes disciplines.