История лаборатории восходит ко времени создания и запуска 28 января 1965 года синхротрона «Сириус» - самого мощного кольцевого электронного ускорителя в СССР, который входил в десятку крупнейших синхротронов мира.

Работы по проектированию синхротрона начались в 1954г. по инициативе и под общим руководством ректора ТПИ А.А. Воробьева. Строительство и запуск ускорителя были проведены практически полностью силами ученых и инженеров ТПИ под руководством директора НИИ ядерной физики электроники и автоматики ТПУ (будущего ректора ТУСУРа, а затем ТПИ) И.П. Чучалина.

К началу 1964 г. сооружение синхротрона было закончено. Для запуска и эксплуатации ускорителя был создан объект "Сириус", а для подготовки и проведения физических экспериментов под руководством В.М. Кузнецова создан сектор “ВЭ” (высоких энергий), который и положил начало истории лаборатории №11. В феврале 1977 года сектор “ВЭ” был преобразован в лабораторию № 11, которая под этим названием существует по настоящее время. Лабораторией руководили:

Кузнецов Владимир Михайлович - до 1979г,
Радуцкий Георгий Моисеевич - с 1979 по 1983 гг.
Потылицын Александр Петрович - с 1983 по 1995 гг.
Кречетов Юрий Федорович – с 1995 г. по окт. 2009 г.
Науменко Геннадия Андреевича - с ноября 2009 г по настоящее время.

Ускоритель был запущен 28 февраля 1965 г. Первые эксперименты на синхротроне "Сириус" были посвящены вопросам динамики ускоряемых частиц. Затем последовали измерения характеристик синхротронного излучения и работы по обратному рассеянию фотонов лазерного излучения на пучке электронов в синхротроне. Позже, в 1977 – 1980 г.г., М.М. Никитиным были впервые проведены подробные исследования характеристик излучения пучка электронов в плоском ондуляторе.

В 1960-х годах, параллельно с завершением работ по запуску синхротрона, по инициативе В.М.Кузнецова были начаты работы по созданию аппаратуры для исследования когерентного тормозного излучения (КТИ) в ориентированных кри¬сталлах и по получению эксплуатационного пучка КТИ для экспериментов по физике элементарных частиц. Для этого, в 1968 г. был разработан, изготовлен и размещен в прямолинейном промежутке синхротрона прецизионный гониометр. В это же время под руководством Б.Н.Калинина был создан парный магнитный -спектрометр. В результате на кристалле алмаза был получен линейно-поляризованный пучок КТИ с величиной поляризации более 80%.

В 1968-1969 г.г. были получены первые экспериментальные результаты на пучках -квантов: измерено время жизни π0-мезона с лучшей в мире точностью и начались систематические измерения асимметрии фотообразования π+-мезонов на протонах. В это время были освоены современные методики и подготовлены детекторы частиц, по своим характеристикам не уступавшие зарубежным: - искровые камеры с высоковольтными источниками питания; - черенковские спектрометры полного поглощения; - время-пролетные сцинтилляционные системы с разрешением по времени 10-9 с.

После проведения в Томске в 1970 г. Всесоюзной школы по физике электромагнитных взаимодействий более интенсивно продолжились исследования по фотообразованию пионов на ядрах. Разработана новая экспериментальная аппаратура с высокими параметрами: пробежные искровые камеры, спектрометры гамма-квантов, гелиевая стримерная камера, сильнофокусирующий магнитный анализатор частиц и созданы двухплечевые установки для корреляционных исследований фотомезонных реакций на ядрах.

В это время лаборатория состояла из нескольких групп. Три экспериментальные группы работали по фотомезонной тематике, это группа «π°» под руководством В.И. Крышкина, «π+» под руководством О.И. Стукова и «η» под руководством Г.Н. Дудкина. Еще одна группа под руководством В.В. Мамеева занималась просмотром и обработкой фотоэмульсий, экспонированных на «Сириусе» и других ускорителях. Также были две вспомогательных группы: электроники и высоковольтных источников питания.

Группу теоретиков возглавлял выдающийся ученый, один из основателей направления гиперядерной физики В.А. Филимонов. На начальном этапе работы теоретиков включали широкий спектр направлений: гиперядра, дисперсионные соотношения, алгебру токов и тождества Уорда, рассеяние пи-мезонов на нуклонах, фото- и электророждением пионов на нуклонах.

В эти годы был проведен ряд приоритетных исследований процессов фотообразования π- и η-мезонов на ядрах. В результате получены новые важные сведения о механизмах фотомезонных процессов на ядрах, о взаимодействии мезонов и нуклонов в конечном состоянии и структуре ядер. Многие из этих экспериментальных исследований отмечены Научным Советом РАН по «Физике электромагнитных взаимодействий» в числе лучших.

В 80-е и 90-е годы был модернизирован синхротрон, получены интенсивные поляризованные пучки фотонов высокой энергии, созданы многоцелевые детектирующие системы на основе широкоапертурных детекторов, создана локальная вычислительная сеть. На новых экспериментальных установках были получены важные и приоритетные физические результаты по околопороговому образованию нейтральных мезонов на легких ядрах, эксклюзивному фотообразованию пионов на ядрах углерода и по парциальным реакциям фотообразования нейтральных пионов на легчайших ядрах, фотодезинтеграции дейтерия линейно поляризованными фотонами.

В эти же годы, в рамках международной коллаборации по спиновой физике (США, Италия, Германия, Россия и др.), был разработан новый метод измерения поляризации протонов на основе реакции упругого рассеяния поляризованных протонов на поляризованных электронах. В начале 90-х лаборатория участвовала в проекте УКД (универсальный калоримитрический детектор) на УНК (Протвино), где отвечала за создание прецизионных координатных детекторов для мониторирования светимости встречных пучков протонов.

В 80-х годах была создана группа под руководством Г.Н. Дудкина для работы по созданию глубоководного детектора космического излучения на оз. Байкал в рамках коллаборации с ИЯИ и другими институтами. Затем она выделилась в отдельную лабораторию. Еще одна группа, под руководством В.Н. Стибунова, приняла участие в поляризационных экспериментах по взаимодействию электронов и фотонов с дейтронами на ускорителе ВЭПП-3 в Новосибирском ИЯФе. Она также выделилась в отдельную лабораторию.

Другим важным направлением исследований на синхротроне была физика взаимодействия ультрарелятивистских электронов с конденсированными средами. Это направление начало интенсивно развиваться в конце 70-х под руководством А.П. Потылицына.

Прецизионное измерение характеристик КТИ, проводившееся на синхротроне “Сириус" во второй половине 70-х годов, показало на¬личие явных аномалий, которые не описывались теорией КТИ. Так, в эксперименте, проведенном на "Сириусе" с монокристаллом алмаза, был обна¬ружен эффект КТИ В. Началось исследование излучения при каналировании (ИК) релятивистских частиц. В эксперименте на «Сириусе» в 1978 г. впервые было показано, что радиационные потери имеют ярко выражен¬ный максимум в случае движения электронов вдоль кристаллографической оси. Несколько позже аналогичные результаты были получены российско-американской группой на позитронном пучке Стэнфордского ускорителя и ереванской группой на синхротроне "АРУС". Обнаруженный эффект широко использовался впоследствии для ориентации кристал¬лических мишеней на многих ускорителях. Также целый ряд других характеристик ИК, измеренных впервые на синхротроне "Си¬риус", нашли свое подтверждение и развитие в экспериментах, поставленных на раз¬личных электронных ускорителях Европы, Японии и стран СНГ.

В качестве возможного приложения ИК была показана возможность создания эффектив¬ного источника позитронов на основе конвертора из ориентированного кристалла, которая была проверена в 1996 г. в российско-японском эксперименте на Токийском синхротроне. В 1998 г. аналогичный совместный эксперимент был проведен на линейном ускорителе Национальной лаборатории по физике высоких энергий (Цукуба, Япония).

В 1985 году в эксперименте, проведенном на "Сириусе", обнаружен новый тип излучения, названный параметрическим рентгеновским излучением (ПРИ). В дальнейшем, ха¬рактеристики ПРИ были исследованы на "Сириусе" с использованием современной аппаратуры (гониометр с азотным охлаждением, координатные рентгенов-ские детекторы, полупроводниковые спектрометры и др). Результаты пионерских экспериментов томской группы были подтверждены как теоретически, так и экспериментально во многих ускорительных лабора¬ториях США, Японии, Канады, Германии.

Сотрудники лаборатории неоднократно принимали участие в экспериментах по исследо¬ванию характеристик ПРИ на зарубежных ускорителях, а известные ученые из США и Японии (М. Моран, Р. Фиорито, И. Эндо, К. Накаяма) приезжали в Томск для со-вместных экспериментов на синхротроне "Сириус".

В этот же период проводилось исследование излучения релятивистских электронов в аморфных средах. Так, был впервые зарегистрирован эффект Ландау-Померанчука при излучении электронов с энергией менее 1 ГэВ. В 1996 году было впервые зарегистрировано поляризационное тормозное излучение.

В 2002 г. объект "Сириус" под руководством Н.А. Лашука вошел в состав лаб.11.

В 2000-е годы на синхротроне «Сириус» проведены два эксперимента. В одном исследовались изобарные конфигурации в ядрах. Была сделана оценка числа Delta-изобар в основном состоянии легких ядер.

Результаты другого эксперимента по фотообразованию отрицательных пионов на углероде были интерпретированы как проявление квазисвязанного состояния ядра и Delta-изобары (такие состояния были названы нами Delta-ядрами). На основе данных эксперимента были оценены масса и ширина Delta-ядра 11BΔ. Также выполнен анализ ранее полученных экспериментальных данных по фотообразованию пионов на ряде ядер в Майнце, Сакле и Томске. В результате, дополнительно обнаружены еще четыре Delta-ядра. Перспективы развития этой тематики связаны с продолжением исследований на электронном синхротроне «Пахра» ФИАНа в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве между ТПУ и ФИАНом, подписанном в 2009 году.

В течение более 40 лет на синхротроне "Сириус" выработано на эксперимент около 100 тысяч часов пучкового времени. По результатам создания ускорителя, экспериментальным и теоретическим исследованиям проведено 9 всесоюзных конференций по электронным ускорителям, всесоюзная школа молодых ученых, заседание Совета АН по Э/М взаимодействиям, 8 международных симпозиумов "Излучение релятивистских электронов в периодических структурах" (RREPS), защищено более 20 докторских и около 100 кандидатских диссертаций.

С 2000 г. на пучках синхротрона и микротрона–инжектора синхротрона «Сириус» были начаты исследования дифракционного излучения релятивистских частиц и излучения Смита-Парселла в оптическом и миллиметровом диапазонах длин волн, что положило начало новому направлению исследований – невозмущающей диагностики пучков.

В начале 21-го века в коллаборации с японскими и американскими научными центрами проводились работы по созданию средств невозмущающей диагностики пучков современных коллайдеров на основе оптического дифракционного излучения. Так в физическом центре КЕК в Японии был создан и апробирован монитор поперечных размеров микронных пучков.

В 2008 г. было открыто новое направления исследований – изучение динамики поля релятивистских заряженных частиц в миллиметровом диапазоне длин волн. Получены экспериментальные результаты, подтверждающие существование нестабильных состояний электронов с частичной потерей кулоновского поля. Начаты работы по исследованию черенковского излучения электронов, также в миллиметровом диапазоне длин волн.

В 2011 г. открыто ещё одно новое направление – исследование взаимодействия поля релятивистских заряженных частиц с мета-материалами в миллиметровом диапазоне длин волн. Мета-материалы – это не существующие в природе структуры материалов, обладающие уникальными радиационными свойствами, такими, как отрицательный коэффициент преломления и др. В этом направлении в мире экспериментальные исследования ещё не проводились.