弯转磁铁与聚焦磁铁

一束带电粒子不会自己掌舵。有两件事必须反复去做：弯转束流，让它留在环上而不是沿直线飞走；以及压紧束流，让它保持成一根细而密的线，而不是散开、淡去。这两件事由两种不同的磁铁来完成，而一台大型加速器，在很大程度上就是一长串这样的磁铁。

弯转磁铁是偶极磁铁——一块带有简单南北磁场的磁铁，把整束粒子向侧面推，弯曲它的路径。沿圆环串起足够多的偶极磁铁，束流就会沿一个闭合回路前进。聚焦磁铁是四极磁铁——四个磁极排布得让中心处磁场为零、越往边缘越强，就像一面透镜，把偏离的粒子拉回中间。单个四极磁铁会在一个方向压紧束流、却让它在另一方向散开（想想捏气球：往一个方向捏，它就朝另一个方向鼓），所以它们成对交替使用，净效果是在两个方向上都聚焦，这种方案叫强聚焦。偶极定路径，四极保紧束。

正是这些磁铁，让加速器有了它标志性的样子——一公里又一公里的磁铁，偶极在微微弯转，四极在微微压紧。弯转偶极的强度直接限制了机器：你能把束流弯得越狠，在给定大小的环上就能容纳越高的能量。这正是为什么能量最高的机器要用现有最强的磁铁，而这在实践中意味着超导磁铁。