回旋加速器是一种粒子加速器。回旋加速器通过高频交流电压来加速带电粒子。大小从数英寸到数米都有。它是由美国物理学家欧内斯特·劳伦斯于1929年发明。在同步加速器于1950年代兴起以前,回旋加速器一直是粒子物理学的主要研究用工具,许多原子核、基本粒子的性质有关的资讯,均是利用高能粒子轰击原子靶而获得的。
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同步加速器是一种环形的粒子加速器,使用磁场及电场与运行中的带电粒子束同步化操作。本是由路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨发展用以研究高能粒子之装置。
粒子回旋加速器使用均匀的磁场及固定频率变化的电场加速带电粒子,如果改变其中一项则为同步粒子回旋加速器,两者都改变则为同步加速器。粒子在粒子回旋加速器中,从中心以螺旋轨道运行到腔壁时,粒子回旋加速器的最大半径限制了粒子最后所获得的全部能量。另一方面若以增加磁场强度的方式来提高加速能量,也有其极限。所以有同步加速器的出现。同步加速器中的粒子束具有固定轨道,借着改变参数使带电粒子获得能量,在真空的环境中不断的运行。同步加速器中的储存环包含了直线段与弯曲的部分,前后相连在一起。因此在结构上和粒子回旋加速器有很大的不同。而储存环中弯曲的部分会有许多磁铁设施使粒子束改变运行方向;直线段的部分则设置高频共振腔使用高能量的微波提供粒子加速所需的电场。最强大的现代化的粒子加速器使用的同步加速器设计版本。最大的同步型加速器大型强子对撞机位于瑞士日内瓦附近,由欧洲核子研究组织建造。