Akselerator partikel adalah perangkat fisika yang menggunakan medan listrik untuk mempercepat partikel bermuatan hingga kecepatan yang luar biasa, terkadang fraksi yang signifikan dari kecepatan cahaya. Partikel umum yang dapat ditemukan dalam akselerator partikel termasuk proton dan elektron, bahan penyusun atom.
Akselerator partikel digunakan untuk mengamati perilaku partikel kecil pada kecepatan dan energi tinggi, serta untuk keperluan sehari-hari lainnya seperti menghasilkan jenis radiasi elektromagnetik tertentu. Akselerator partikel sering digunakan untuk menghancurkan partikel satu sama lain dengan kecepatan sangat tinggi, mengungkapkan komponen mereka yang lebih mendasar. Generator sinar-x dan pesawat televisi keduanya merupakan contoh umum dari akselerator partikel, dengan desain dasar yang sama dengan sepupunya yang lebih besar yang digunakan dalam eksperimen fisika energi tinggi. Sebuah akselerator partikel jatuh ke dalam salah satu dari dua kategori: melingkar atau linier.
Dalam akselerator partikel melingkar, partikel dipercepat dalam jalur melingkar terus menerus. Keuntungan dari pengaturan ini adalah partikel dapat diarahkan dalam lingkaran berkali-kali, menghemat perangkat keras. Kelemahannya adalah partikel dalam akselerator melingkar memancarkan radiasi elektromagnetik, yang disebut radiasi sinkrotron. Karena momentum mereka terus-menerus mendorong mereka untuk terbang pada lintasan tangensial ke lingkaran, energi harus terus dikeluarkan untuk menjaga mereka di jalur melingkar, yang berarti akselerator partikel melingkar kurang efisien. Pada akselerator besar, radiasi sinkrotron sangat kuat sehingga seluruh akselerator harus dikubur di bawah tanah untuk menjaga standar keselamatan. Akselerator partikel Fermilab di Illinois memiliki lintasan melingkar sejauh 4 mil (6.43 km).
Akselerator linier menembakkan partikel dalam garis lurus pada target tetap. Tabung sinar katoda di televisi Anda adalah akselerator partikel berenergi rendah, yang menembakkan foton dalam rentang cahaya tampak pada pelat kaca, layar. Aliran foton terus-menerus diarahkan untuk mengisi layar dengan piksel. Pengalihan ini terjadi cukup cepat sehingga kita melihat aliran bolak-balik foton sebagai gambar kontinu.
Akselerator linier berenergi tinggi, atau linacs, digunakan dalam aplikasi fisika. Serangkaian pelat secara bergantian menarik dan menolak partikel bermuatan yang bergerak melaluinya, menarik partikel ke depan ketika mereka belum melewatinya, dan mendorongnya menjauh setelah mereka melewatinya. Dengan cara ini, medan listrik bolak-balik dapat digunakan untuk mempercepat aliran partikel ke kecepatan dan energi yang sangat tinggi. Fisikawan menggunakan akselerator ini untuk mensimulasikan kondisi eksotis, seperti di pusat bintang atau di dekat awal alam semesta. “Kebun binatang partikel” yang dijelaskan oleh Model Standar fisika partikel terungkap secara bertahap dalam eksperimen akselerator partikel. Akselerator partikel linier terbesar adalah Akselerator Linier Stanford dengan panjang 2 mil (3.2 km).