Synchrotron to rodzaj akceleratora kołowego, czyli urządzenia, w którym przyspiesza się cząstki i cząstki te poruszają się po okręgu - w przeciwieństwie do akceleratorów liniowych, w których przyspieszone cząstki poruszają się po linii prostej. W synchrotronie SOLARIS przyspieszane są elektrony. Gdy tor ruchu elektronów (poruszających się z szybkością bliską szybkości światła w próżni) jest zakrzywiany (tak by elektrony poruszały się po okręgu), powstaje promieniowanie elektromagnetyczne zwane światłem synchrotronowym. Następnie światło to wyprowadzane jest na zewnątrz synchrotronu i trafia do linii badawczych, gdzie na stanowiskach pomiarowych jest wykorzystywane do badań naukowych.

Czym zatem jest synchrotron? To urządzenie, które produkuje światło wykorzystywane do prowadzenia badań w wielu przyrodniczych i technicznych dziedzinach nauki.

Synchrotrony są urządzeniami wyjątkowymi, ponieważ wytwarzają niezwykłe światło (promieniowanie) synchrotronowe. Unikalne właściwości tego światła to m.in. ogromna intensywność - jest ono miliony razy jaśniejsze od światła, które dociera do Ziemi ze Słońca. Ponadto promieniowanie synchrotronowe zawiera fale elektromagnetyczne od podczerwieni, przez światło widzialne i ultrafiolet aż do światła rentgenowskiego. Dzięki temu naukowcy mogą badać na bardzo wiele sposobów zarówno powierzchnie, jak i wnętrza różnych materiałów. W ten sposób dowiadują się, jak te materiały są zbudowane, jaki mają skład chemiczny oraz właściwości elektryczne czy magnetyczne.

Unikalne właściwości światła synchrotronowego sprawiają, że wiele pomiarów można przeprowadzić wyłącznie przy jego wykorzystaniu. Pozwala ono również zdobyć w krótszym czasie więcej lepszych jakościowo informacji niż przy użyciu tradycyjnych źródeł światła. Ponadto synchrotrony działają siedem dni w tygodniu, 24 godziny na dobę, co czyni z nich prawdziwe fabryki badań. Ogrom stwarzanych przez nie możliwości badawczych powoduje, że są one wykorzystywane przez wiele dziedzin nauki, takich jak biologia, chemia, fizyka, inżynieria materiałowa, nanotechnologia, medycyna, farmakologia, geologia czy krystalografia.

Synchrotron SOLARIS jest największym w Polsce urządzeniem umożliwiającym prowadzenie badań naukowych. Jest to również pierwsze i jedyne synchrotronowe źródło światła w Europie Środkowej.

Krakowski synchrotron został wybudowany według innowacyjnego projektu specjalistów ze szwedzkiego ośrodka MAXIV Laboratory i przy wykorzystaniu najnowocześniejszych technologii. Dzięki temu krążąca w nim wiązka elektronów ma znakomite parametry przy stosunkowo niewielkich rozmiarach pierścienia akumulacyjnego. A to z kolei stawia krakowski synchrotron w czołówce urządzeń tego typu na świecie.

Synchrotron SOLARIS jest całkowicie bezpieczny dla otoczenia. Gdy urządzenie pracuje, akcelerator liniowy i pierścień akumulacyjny wytwarza szkodliwe dla ludzi promieniowanie elektromagnetyczne. Jednakże urządzenia te znajdują się w tunelach, które służą jako osłona radiologiczna. Tunele są również zabezpieczone specjalnymi systemami kontroli dostępu, które uniemożliwiają przebywanie w nich ludzi podczas pracy synchrotronu. Dodatkowo wszystkie miejsca, w których z pierścienia akumulacyjnego wyprowadzane są linie badawcze, obudowane zostały specjalnymi klatkami ołowianymi oraz wzmocnione dodatkowymi ściankami z ołowiu. Nad bezpieczeństwem ludzi, którzy pracują w ośrodku i odwiedzają go, czuwa inspektor ochrony radiologicznej. Specjalne stacje pomiarowe monitorują poziom promieniowania w sposób ciągły, 24 godziny na dobę. Cyklicznie przeprowadzane są również pomiary dozymetryczne przy użyciu przenośnych radiometrów. Celem tych pomiarów jest zarówno weryfikacja osłon stałych, jak i terenów ogólnodostępnych, nadzorowanych  i kontrolowanych, które w miarę potrzeb są wyznaczane, odgradzane i specjalnie znakowane.

Zarówno synchrotrony jak i cyklotrony przyspieszają cząstki naładowane (elektrony, protony, jony). Urządzenia takie nazywamy akceleratorami kołowymi, czyli takimi, w których cząstki poruszają się po okręgu - w przeciwieństwie do akceleratorów liniowych, gdzie cząstki poruszają się po linii prostej.

W Krakowie znajduje się zarówno synchrotron, jak i cyklotron. Różnica między nimi polega głównie na rodzaju przyspieszanych cząstek. Synchrotron SOLARIS znajdujący się w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego na Kampusie 600-lecia Odnowienia Uniwersytetu Jagiellońskiego przyspiesza elektrony. Cyklotrony znajdujące się w Centrum Cyklotronowym Bronowice (Instytut Fizyki Jądrowej PAN) przyspieszają głównie protony, ale także lekkie jony (takie jak deuter czy cząstki alfa). W synchrotronie SOLARIS najpierw elektrony krążące w pierścieniu akumulacyjnym wytwarzają promieniowanie elektromagentyczne (światło synchrotronowe), a następnie to promieniowanie jest wykorzystywane do prowadzenia badań. W przypadku cyklotronu same przyspieszone cząstki są wykorzystywane do badań - strzela się nimi w analizowaną próbkę. Krakowski cyklotron służy również celom medycznym (leczeniu nowotworów: przyspieszone protony używa się do napromieniowania nowotworów oka, a tym samym do ich niszczenia).

Informacje o tym jak działa synchrotron, jakie linie badawcze są dostępne oraz jakie badania można zrobić na synchrotronie dowiesz się z broszury informacyjnej: do pobrania tutaj.