еще более мощные ускорители – синхротроны и синхрофазотроны, в которых частицы 
движутся не по спирали, а по замкнутой окружности в кольцевой камере. В 1944 
году независимо друг от друга советский физик В.И. Векслер и американский физик 
Э.М. Макмиллан открыли принцип автофазировки. Суть метода заключается в 
следующем: если определенным образом подобрать поля, частицы будут все время 
автоматически попадать в фазу с ускоряющим напряжением. В 1952 году 
американские ученые Э. Курант, М. Ливингстон и Х. Снайдер предложили так 
называемую жесткую фокусировку, которая прижимает частицы к оси движения. С 
помощью этих открытий удалось создать синхрофазотроны на сколь угодно высокие 
энергии.
      Существует и другая система классификации ускорителей – по типу 
ускоряющего электрического поля. Высоковольтные ускорители работают за счет 
высокой разности потенциалов между электродами ускоряющего пространства, 
которое действует все время, пока частицы пролетают между электродами. В 
индукционных ускорителях «работает» вихревое электрическое поле, индуцируемое 
(возбуждаемое) в месте, где в данный момент находятся частицы. И, наконец, в 
резонансных ускорителях используют изменяемое по времени и по величине 
электрическое ускоряющее поле, синхронно с которым, «в резонанс», происходит 
ускорение всего «комплекта» частиц. Когда говорят о современных ускорителях 
частиц на высокие энергии, имеют в виду в основном кольцевые резонансные 
ускорители.
      В еще одном виде ускорителей – протонном – на очень высокие энергии к 
концу периода ускорения скорость частиц приближается к скорости света. Они 
обращаются по круговой орбите с постоянной частотой. Ускорители для протонов 
высоких энергий называют протонными синхротронами. Три самых крупных 
расположены в США, Швейцарии и России.
      Энергия ныне действующих ускорителей достигает десятков и сотен 
гигаэлектронвольт (1 ГэВ = 1000 МэВ). Один из самых крупных в мире – протонный 
синхрофазотрон У70 Института физики высоких энергий в городе Протвино под 
Москвой, вступивший в строй в 1967 году. Диаметр ускорительного кольца 
составляет полтора километра, общая масса 120 магнитных секций достигает 20000 
тонн. Каждые две секунды ускоритель выстреливает по мишеням залпом из 10 в 
двенадцатой степени протонов с энергией 76 ГэВ (четвертый показатель в мире). 
Чтобы достигнуть такой энергии, частицы должны совершить 400000 оборотов, 
преодолев расстояние в 60000 километров! Здесь же сооружен подземный кольцевой 
тоннель длиной двадцать один километр для нового ускорителя.
      Интересно, что пуски ускорителей в Дубне или Протвино в советские времена 
проводились только по ночам, поскольку на них подавалась чуть ли не вся 
электроэнергия не только Московской, но и соседних областей!
      В 1973 году американские физики привели в действие в городе Батавии 
ускоритель, в котором частицам удавалось сообщить энергию в 400 ГэВ, а потом 
довели ее до 500 ГэВ. Сегодня самый мощный ускоритель находится в США. Он 
называется «Тэватрон», поскольку в его кольце длиной более шести километров с 
помощью сверхпроводящих магнитов протоны приобретают энергию около 1 
тераэлектронвольт (1 ТэВ равен 1000 ГэВ).
      Чтобы достичь еще более высокой энергии взаимодействия пучка ускоренных 
частиц с материалом исследуемого физического объекта, надо разогнать «мишень» 
навстречу «снаряду». Для этого организуют столкновение пучков частиц, летящих 
навстречу друг другу в особых ускорителях – коллайдерах. Конечно, плотность 
частиц во встречных пучках не столь велика, как в материале неподвижной 
«мишени», поэтому для ее увеличения применяют так называемые накопители. Это 
кольцевые вакуумные камеры, в которые «порциями» вбрасывают частицы из 
ускорителя. Накопители снабжены ускоряющими системами, компенсирующими частицам 
потерю энергии. Именно с коллайдерами ученые связывают дальнейшее развитие 
ускорителей. Их сооружено пока считанные единицы, и находятся они в самых 
развитых странах мира – в США, Японии, ФРГ, а также в Европейском центре 
ядерных исследований, базирующемся в Швейцарии.
      Современный ускоритель – это «фабрика» по производству интенсивных пучков 
частиц – электронов или в 2000 раз более тяжелых протонов. Пучок частиц из 
ускорителя направляется на подобранную, исходя из задач эксперимента, «мишень». 
При соударении с ней возникает множество разнообразных вторичных частиц. 
Рождение новых частиц и есть цель опытов.
      С помощью специальных устройств – детекторов – эти частицы либо их следы 
регистрируют, восстанавливают траекторию движения, определяют массу частиц, 
электрический заряд, скорость и другие характеристики. Затем путем сложной 
математической обработки информации, полученной с детекторов, на компьютерах 
восстанавливают всю «историю» взаимодействия и, сопоставив результаты измерений 
с теоретической моделью, делают выводы: совпадают реальные процессы с 
построенной моделью или нет. Именно так добывается новое знание о свойствах 
внутриядерных частиц.
      Чем выше энергия, которую приобрела частица в ускорителе, тем сильнее она 
воздействует на атом «мишени» или на встречную частицу в коллайдере, тем мельче 
будут «осколки».
      С помощью коллайдера в США, например, проводятся эксперименты с целью 
воссоздания в лабораторных условиях Большого взрыва, с которого, как 
предполагается, началась наша Вселенная. В этом смелом эксперименте принимали 
участие физики из двадцати стран, среди которых были и представители России. 
Российская группа летом 2000 года непосредственно участвовала в эксперименте, 
дежурила на ускорителе, снимала данные.
      Вот что говорит один их российский ученых – участников этого эксперимента