Встречные пучки
_{Colliding beams}

    Встречные пучки – два пучка летящих навстречу друг другу и сталкивающихся ускоренных заряженных частиц. Это основной экспериментальный метод изучения структуры материи и фундаментальных взаимодействий на сверхмалых расстояниях.
    В ускорителях с неподвижной мишенью частицы после ускорения выводят из ускорительной камеры и направляют на мишень. В этом случае не вся кинетическая энергия ускоренной частицы может быть использована в изучаемом процессе, например, во внутреннем возбуждении атомного ядра или в рождении новой частицы, так как значительная, а часто и подавляющая, часть этой энергии идёт на “обеспечение” выполнения закона сохранения импульса: большой импульс частицы до столкновения должен сохраниться в виде большого импульса (а значит, и кинетической энергии) продуктов реакции.
    В то же время в ускорителе на встречных пучках (такой ускоритель называют коллайдером) суммарный импульс частиц до и после “лобового” столкновения нулевой и значительная (иногда, вся) кинетическая энергия сталкивающихся частиц может быть использована для изучения процесса (например, генерации новой частицы).

Два типа коллайдеров с накопительными кольцами.

    Если встречные пучки состоят из частиц, имеющих равные массы и противоположные по знаку заряды (например, электрон-позитрон или протон-антипротон), то для обоих пучков используется одно кольцо магнитов (рисунок б). В некоторых точках этого кольца имеются участки взаимодействия ускоренных встречных пучков. Если же встречные частицы имеют одинаковые заряды или разные массы (например, протон-протон или электрон-антипротон), то необходимы два кольца магнитов и в некоторых местах создаются области столкновения (пересечения) пучков (рисунок а).
    Во встречных пучках, двигающихся навстречу друг другу, накапливается максимально возможное число частиц. Однако накапливаемые плотности частиц малы и при каждом обороте столкновения испытывают немногие частицы. Взаимодействие пучков почти не нарушает динамику их движения в ускорительном кольце, и пучки могут циркулировать в ускорителе несколько часов без пополнения.
    Технические характеристики современных ускорителей на встречных пучках даны в статье “Коллайдер”.