Что такое синхрофазатрон? Ускоритель заряженных частиц.

Ускорить заряженные частицы можно только ЭЛЕКТРИЧЕКИМ полем. Магнитное поле, как учат ещё в средней школе, энергию частицы изменить не может. Оно может только искривит её траекторию.

Значит, для начала задачка - разогнать заряженную частицу до скольки-то там миллиардов электрон-вольт (ЗАЧЕМ это нужно - отдельный вопрос. Нужно, и всё). Ну можно, конечно, тупо нарыть где-то генератор на вот эти миллиарды электрон-вольт.. . тем более что самые первые ускорители именно так и делали - по линейной схеме. Только представили себе сложность реализации, да? Тут на и пару миллионов вольт сделать - намучаешься. А у ж на миллиарды - это просто нереализуемо. Поэтому придумали разгонять частицы не за раз, как в линейном ускорителе, а по частям. ПОСТЕПЕННО увеличивая их энергию. То есть запускают чатицы по кругу (ВОТ ДЛЯ ЭТОГО и нужно магнитное поле - чтоб траектория частиц была замкнутой) , и на каждом обороте подхлёстывают сравнительно небольшим напряжением. Для этого на кольце делается один или несколько разгонных промежутков, на которые подаётся переменное ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ поле. То есть это по существу такой конденсатор. Причём частота и фаза этого поля подобраны так, что когда частица влетает в этот промежуток - на нём ещё ноль. Но пока частица пролетает через него - поле успевает подрасти и тем самым малость подхлестнуть частицу. Ясное дело, что для того, чтоб оно происходило именно так, частота и фаза электрического поля должна быть согласована с движением частиц по кольцу ускорителя. Вот поэтому он и называется СИНХРО-ФАЗО-трон.
По счастью, сам принцип работы синхрофазотрона заставляет частицы сбиваться в плотные сгустки. Частицы, которые опережают пучок, подлетают к нему, когда поле ещё ненулевое, причём ВСТРЕЧНОЕ. Так что они подтормаживаются. Частицы, которые отстают от пучка, пролетают разгонный промежуток, когда поле там в реднем больше, чем для "правильных" частиц, и тем самым подгоняются сильнее.

Кстати, для читателей большевистских газет: русский аналог коллайдера называется "ускоритель на встречных пучках". Хотя такой ускоритель ТОЖЕ синхрофазотрон, по принципу действия, сам по себе синхрофазотрон НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО использует встречные пучки и направляет разогнанные частицы на НЕПОДВИЖНУЮ мишень, а не на другой такой же пучок (то есть синхрофазотрон - не обязательно коллайдер, хотя коллайдер - обязательно синхрофазотрон).