В Академгородке Новосибирска в рамках национального проекта «Наука» планируется к 2023 году построить новый синхротрон последнего («4+») поколения «СКИФ» с мощностью пучка 3 ГэВ. По характеристикам своего излучения он будет превосходить почти все действующие в мире в настоящее время источники синхротронного излучения.
Совет при Министерстве науки и высшего образования России, наконец, утвердил характеристики нового источника синхротронного излучения последнего поколения, строительство которого в новосибирском Академгородке планируется завершить к 2023 году. Новый синхротрон относится к поколению «4+» и к классу «мегасайенс», согласно классификации уникальных научных установок, принятой в рамках национального проекта «Наука». Официальное название новой установки — Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). Его расчётная энергия будет составлять 3 ГэВ. Утверждённый проект был разработан совместно Институтом ядерной физики («Курчатовским институтом»), Институтом катализа и другими учреждениями РАН и Минобрнауки России.
Синхротрон — один из типов резонансных циклических ускорителей. Его дальним предком является более известный циклотрон, изобретённый ещё в 1930-м году. В отличие от циклотрона, где в процессе разгона, заряженные микрочастицы движутся круг за кругом по орбитам всё большего радиуса (по раскручивающейся спирали), в синхротроне используется постоянный радиус орбиты. Однако в процессе разгона возрастает во времени магнитное поле, обеспечивающее движение заряженных частиц по круговой траектории. Ещё одним непосредственным предшественником синхротрона является синхрофазотрон, в котором для постепенного разгона частиц по одной и той же орбите необходимо изменять не только ведущее магнитное поле, но и частоту ускоряющего частицы электрического поля.
Синхротронное излучение (СИ) представляет собой электромагнитные волны, как правило, в жёстком рентгеновском диапазоне, которые возникают при торможении разогнанных до ультрарелятивистских скоростей заряженных частиц, например электронов. Такие установки во всём мире являются «установками коллективного пользования», обслуживая множество исследовательских групп, которые записываются в очередь на «пучковое время» на множестве «станций» одной и той же установки — примерно как в 1960—1990-х годах записывались на «машинное время» на электронно-вычислительных машинах. Популярные направления исследований — биология и медицина, в частности, разработка новых препаратов. Так, за исследования белковых структур при помощи СИ уже присуждено более полудесятка Нобелевских премий. Кроме того, синхротронное излучение используется для определения кристаллической структуры материалов в химии, геологии, физике полупроводников и многих других сферах. Также время на СИ во всём мире активно использует наукоёмкая и высокотехнологичная индустрия.
В настоящее время в мире действуют несколько десятков источников синхротронного излучения. Общепринятое разделение таких источников на «поколения» отражает как их конструктивные особенности, мощность излучения и характеристики пучка, так и предназначение, и относительную роль синхротронного излучения в их работе. Так, для первого поколения электромагнитное синхротронное излучение было скорее побочным продуктом, а целью было, например, получение самих потоков частиц; синхротроны второго поколения специально проектировались для получения СИ. Большинство из наиболее современных из них относятся к «третьему поколению», с предусмотренными вдоль траектории частиц специальными «вставками» — устройствами для генерации излучения («ондуляторы» и «вигглеры»). В России сейчас действуют установки первого и второго поколения в Новосибирске и в Курчатовском институте в Москве: ВЭПП-3, 4 («Встречные Электрон-Позитронные Пучки») и Сибирь-2 с энергиями пучка 2-2,5 ГэВ. Также существует несколько других установок разного назначения, которые можно с разной степенью условности отнести к этому классу, например, «Технологический накопительный комплекс» (ТНК) в Зеленограде, или «Новосибирский лазер на свободных электронах» (ЛСЭ). Принадлежность планируемой в Академгородке установки к «четвёртому поколению» означает преодоление при помощи принципиально новых технологий физических ограничений третьего поколения, в частности, по фокусировке пучка («эмиттансу»). В рамках Программы развития синхротронно-нейтронных исследований 2019-2027 гг. предполагается также строительство ещё одного синхротрона на Дальнем Востоке и модернизация действующего ускорителя в Курчатовском институте.
