Самые простые накопительные кольца — это кольца, рассчитанные на столкновение электронов и позитронов. Электрон и позитрон — частица и античастица. Их массы одинаковы, а заряды отличаются знаком. Электрические и магнитные поля действуют на них в точности одинаково, но в противоположные стороны. Их можно накапливать в одном кольце, как это изображено на рис. 39. В кольце они двия{утся в разные стороны. То самое магнитное поле, которое заворачивает электроны против часовой стрелки, изгибает траекторию позитронов но часовой стрелке. Высокочастотное поле также ускоряет их одновременно. Здесь не возникает проблем. Задача состоит в том, как уберечь электроны и позитроны от преждевременных столкновений и от столкновения по всей окружности кольца: ясно, что столкновения должны происходить не где угодно, а только там, где установлена измерительная аппаратура, служащая для исследования и регистрации частиц, рождающихся при таких столкновениях.
Для управления местом и временем столкновений используются небольшие вертикальные электрические поля. Эти поля разводят вверх и вниз траектории электронов
Рис. 39. Схема устройства электрон – позитронного накопительного кольца.
и позитронов. Можно заставить их двигаться и по сложным пересекающимся наклонным траекториям. Для перестройки траекторий всегда есть достаточно времени, так как один пучок может часами проходить сквозь другой. Траектории электронов и позитронов удобно наблюдать
Рис. 40. Схема расположения протонных накопительных колец (ДЕРН).
по синхротронному излучению, спектр которого достаточно широк,— он включает и обычный видимый свет. На фотографической пленке след сипхротронного излучения, испущенного с какого-либо участка траектории, имеет вид небольшого пятна.
Накопительные устройства, используемые для соударения частиц одного сорта: электронов с электронами или протонов с протонами пли вообще любых частиц, не являющихся частицей и античастицей, требуют двух встреч- пых колец. Схема расположения протонных встречных колец ISR изображена па рис. 40. Каждое из колец имеет сложную форму. Они восемь раз пересекаются друг с другом. В каждом из колец имеются свои небольшие ускоряющие станции. Эти станции не должны быть так мощны, как станции в электронных кольцах, потому что протоны практически не теряют энергии, двигаясь в магнитном поле. Тем не менее, они необходимы, поскольку с их помощью можно ускорять и замедлять накопленные пучки. Эти станции позволяют накапливать в кольцах много частиц, слегка разводя энергии уже накопленных от энергии вновь инжектируемых частиц и занимая, таким образом, разные участки фазового объема, связанного с продольным движением.
