ускорителях. Это нетрудно понять. Механизм этого сжатия связан с тем, что синхротронное излучение заключено в узком конусе, окружающем вектор скорости электрона. Угол при вершине конуса по порядку величины равен m0c2/E, т. е. при высоких энергиях ничтожно мал.
Рассмотрим частицу, движущуюся под углом к равповесной траектории (рис. 38). Ее излучение направлено, практически, по скорости. При излучении частица испытывает торможение, направленное против скорости. Это торможение представлено на рис. 38 вектором F. Разложим F па составляющие: F, — вдоль равновесной траектории и Fx — перпендикулярную этой траектории. Торможение F, у всех частиц практически одно и то же (напоминаем, что косинус небольших углов очень близок к единице). Потери энергии, связанные с F, компенсируются ускоряющими станциями. Действие Fx ничем не компенсируется. Легко видеть, что эта сила приближает траекторию частицы к равновесной траектории. Итак, действие синхротронного излучения аналогично трению, теорема Лиувилля при этом не работает и сечение электронного пучка само собой уменьшается. Предел этому уменьшению кладет квантовый характер излучения. Излучаемая энергия состоит из некоторого количества «вполне весомых» квантов. Толчок, происходящий при испускании каждого кванта, направлен, как и полагается, против скорости, но может оказаться слишком слабым или слишком сильным. Кроме того, как уже говорилось, излучение происходит не точно в направлении, противоположном скорости, а в некотором конусе, окружающем этот вектор. Так что толчок может быть и «пе совсем туда». В силу квантового характера излучения пучок раскачивается. Окончательный размер пучка определяется двумя указанными причинами — его сжатием и его . раскачкой.
Радиационное сжатие электронных пучков резко упрощает сооружение накопительных колец. В мире сейчас работает около десяти электронных и позитронных колец (из них 3 —в Институте ядерной физики Сибирского отделения Академии наук) и всего одно протонное кольцо — кольцо ISR в ЦЕРНе (Женева).
Рис. 38. «Самостягивание» электронного пучка в кольцевом ускорителе.
Говоря о синхротронном излучении, нельзя не упомянуть о том, что само оно — при надлежащем использовании — может оказаться интересным орудием исследования. Благодаря синхротронному излучению накопительные кольца являются мощными источниками электромагнитных волн в диапазоне частот, который до сих пор мало изучен —от мягкого рентгеновского диапазона до вакуумного ультрафиолета, т. е, до той
