Akselerator linier adalah perangkat yang mempercepat materi ke kecepatan tinggi dengan memindahkannya ke jalur linier dengan medan elektromagnetik. Istilah ini paling sering digunakan untuk merujuk pada akselerator partikel linier, atau linac, yang mempercepat atom atau partikel subatom. “Akselerator linier” juga dapat merujuk ke perangkat yang menggunakan elektromagnetisme untuk mendorong objek yang lebih besar, seperti coilgun dan railgun. Akselerator partikel linier biasanya digunakan dalam kedokteran, industri, dan eksperimen ilmiah, dan akselerator elektromagnetik untuk objek yang lebih besar mungkin memiliki aplikasi masa depan untuk tujuan seperti perjalanan ruang angkasa dan senjata.
Sebuah akselerator partikel linier menembakkan partikel bermuatan magnetis. Ini dapat berupa seluruh atom bermuatan, yang disebut ion, atau partikel subatomik seperti proton dan elektron. Pertama, partikel yang akan dipercepat dibangkitkan oleh perangkat elektromagnetik seperti katoda atau sumber ion dan dilepaskan ke dalam ruang vakum berbentuk pipa yang dilapisi dengan elektroda. Elektroda kemudian diberi energi untuk menciptakan medan magnet berosilasi yang memberikan energi ke partikel dan mempercepatnya ke bawah tabung menuju target perangkat. Susunan yang tepat dari elektroda di dalam tabung, daya dan frekuensi energi yang dikirim ke elektroda, dan ukuran elektroda semuanya bervariasi sesuai dengan partikel yang dipercepat dan tujuan perangkat.
Contoh sederhana dan sangat umum adalah tabung sinar katoda, yang biasa digunakan di televisi, monitor, dan teknologi tampilan lainnya. Tabung sinar katoda mendorong elektron ke bawah tabung sampai mereka mencapai target padat di ujung tabung yang terbuat dari bahan luminescent yang disebut fosfor, yang biasanya merupakan senyawa logam sulfida. Hal ini menyebabkan sebagian energi elektron dilepaskan sebagai pancaran energi elektromagnetik dalam panjang gelombang yang dideteksi mata manusia sebagai cahaya tampak. Mesin sinar-X yang digunakan dalam kedokteran dan penelitian biologi mengikuti prinsip serupa, menembakkan aliran elektron ke tembaga, molibdenum, atau tungsten untuk menghasilkan emisi sinar-x yang dapat digunakan untuk pencitraan atau, dengan perangkat yang lebih kuat, radioterapi.
Akselerator partikel linier juga digunakan dalam penelitian ilmiah. Perangkat kecil sering digunakan untuk pencitraan dalam penelitian biologi dan arkeologi. Akselerator linier yang digunakan untuk penelitian sangat bervariasi dalam ukuran, dan dapat mencapai dimensi yang sangat besar karena tingkat energi yang sangat tinggi yang diperlukan untuk menghasilkan beberapa fenomena yang dipelajari dalam fisika modern. Akselerator partikel linier terbesar di Bumi, terletak di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) di Menlo Park, California, dengan panjang dua mil.
Mereka juga digunakan dalam beberapa proses industri. Beberapa chip silikon yang digunakan dalam elektronik modern diproduksi dalam proses yang menggabungkan akselerator yang mendorong seluruh atom bermuatan alih-alih partikel subatom, memungkinkan penempatan atom yang sangat tepat selama produksi. Akselerator juga dapat digunakan untuk menanamkan ion di permukaan material seperti baja, mengubah struktur material agar lebih tahan terhadap korosi kimia retak.
Istilah “akselerator linier” juga kadang-kadang digunakan untuk perangkat yang mendorong objek yang lebih besar dengan cara yang sama, menggunakan elektromagnetisme untuk mempercepat proyektil di sepanjang jalur lurus. Ini bekerja dengan menjalankan listrik melalui kumparan logam yang melilit laras perangkat, desain yang disebut coilgun, mass driver, atau Gauss gun, atau melalui sepasang rel logam yang diposisikan sejajar satu sama lain, yang disebut railgun. Sebuah objek yang terbuat dari bahan feromagnetik, seperti besi, dapat dipercepat ke bawah laras perangkat dengan medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang waktunya tepat. Coilgun telah diusulkan sebagai cara yang memungkinkan untuk meluncurkan kargo dari permukaan bumi ke luar angkasa, dan baik coilgun maupun railgun sedang diteliti sebagai senjata yang memungkinkan.