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개요

때때로 저장 링 안에서 입자들이 가속되기도 하지만 이러한 링의 주목적은 서로 반대방향으로 움직이는 입자들간에 높은 에너지의 반응을 일으키도록 하는 것이다.

한 물체가 정지해 있는 동일한 물체에 와서 부딪치면 그 물체들을 가열하거나 변형시키는 에너지는 기껏해야 와서 부딪친 물체의 원래 운동 에너지의 반이다. 그러나 만약 그 두 물체가 반대방향으로 같은 속력으로 와서 부딪친다면 처음의 모든 에너지가 충돌 순간에 생기는 열이나 변형에 쓰일 수 있다. 만약 두 물체가 충돌 후 붙어버린다면 그 합쳐진 물체는 정지할 것이다.

그 속력이 광속에 근접하는 입자들에 있어서 이러한 효과는 더욱 두드러진다. 액체나 고체로 만들어진 표적의 단위 부피에는 가속된 빔에서 영향을 받을 수 있는 입자가 매우 많으나 한 빔이 다른 빔의 표적이 되면 상호작용할 수 있는 입자의 수는 훨씬 줄어든다. 상호작용이 일어나는 빈도는 두 빔 전류의 곱에 비례한다. 1956년 커스트는 고에너지 가속기의 빔 전류 자체는 작지만 자석 링을 도는 빔 전류는 입자의 높은 회전진동수의 결과로 높은 값을 갖는다는 것을 알았다. 그리하여 그러한 링에서 빔들이 돌면서 부딪치게 함으로써 상호작용에 관한 유용한 실험들을 해낼 수 있었다.

빔의 충돌에서 두 빔이 동일한 입자로 이루어진 경우에는(예를 들어 두 양성자 빔) 2개의 각각의 자석 링이 설치된다. 한 링에서는 입자를 시계방향으로 돌게 하고 다른 링에서는 입자를 시계반대방향으로 돌게 하도록 하면 자기장의 방향이 서로 반대로 향한다. 이 두 링은 빔이 충돌하는 충돌영역에서 서로 교차한다. 위 경우와 달리 두 빔을 이루는 입자의 전하가 반대일 때는(예를 들어 전자와 양전자 또는 양성자와 반양성자) 같은 진공 링에서 같은 자석에 의해 두 빔이 반대방향으로 돌게 한다.

입자들은 충돌영역에서만 충돌하도록 다발로 만들어진다. 현재 가장 높은 에너지에서의 상호작용은 저장 링에서 얻어진다. 저장 링을 이용한 실험이 불가능한 경우가 많이 있는데 그 저장 링에서 얻을 수 있는 상호작용의 종류가 정지표적으로 얻을 수 있는 것의 극히 일부분이라는 것과, 저장된 빔은 강한 2차 빔을 만들어내지 못한다는 것을 들 수 있다.