1. Dispositif susceptible de communiquer à une particule physique, qu'elle soit élémentaire (exemple l'électron), ou composée (exemplez un noyau atomique, un proton), une énergie cinétique très élevée, beaucoup plus considérable que celle que lui foumit sa source naturelle.
1.1. On y parvient en faisant agir sur les particules en cause des champs électriques et électromagnétiques intenses dans un vide très poussé.
1.2. Trajectoire
1.2.1. Selon la forme imposée à la trajectoire des particules ainsi accélérées, on classe les appareils en accélérateurs linéaires et accélérateurs circulaires.
1.2.1.1. Accélérateurs linéaires
1.2.1.1.1. Dans les accélérateurs linéaires, les particules chargées sont accélérées soit par des champs électriques, soit par des différences de potentiel appliquées à des électrodes entre lesquelles elles circulent, soit par des ondes électromagnétiques.
1.2.1.2. Accélérateurs circulaires
1.2.1.2.1. Dans les accélérateurs circulaires, la trajectoire initiale des particules, linéaire, est déformée par un champ magnétique et prend l'allure d'une spirale (dans les cyclotrons) ou d'un cercle (dans les synchrotrons).
2. Les premiers
2.1. Les premiers accélérateurs sont apparus entre 1929 et 1932, dans plusieurs laboratoires, en Europe et aux États-Unis.
2.2. Cyclotron
2.2.1. L'appareil qui révolutionna la physique des hautes énergies fut mis au point par E. O. Lawrence (1901-1958) et M. S. Livingston, à l'université de Califomie. Il s'agit du cyclotron, réalisé en 1932, qui est un accélérateur circulaire.
3. Vitesse
3.1. Mesurer la vitesse
3.1.1. Quelle que soit sa forme (énergie potentielle, énergie cinétique, énergie radiante, énergie calorifique, etc.), l'énergie se mesure d'ordinaire en joules (J).
3.1.1.1. Exemples
3.1.1.1.1. L'énergie d'une bille de 1 gramme qui roule sur une surface plane à la vitesse de 1 m/s (soit 3,6 km/h) est de 0,001 joule.
3.1.1.1.2. Celle d'une voiture dont la masse est de 1 tonne et la vitesse (en ligne droite) de 36 km/h (= 10 m/s) est égale à 100000 J.
3.1.1.2. Masses trop petites
3.1.1.2.1. Les particules ont des masses bien plus faibles : celle d'un électron au repos est environ 1 milliard de milliards de milliards de fois plus petite que celle d'une bille de 1 gramme.
4. Différents types
4.1. Il existe différents types d'accélérateurs de particules.
4.1.1. Accélérateurs simples
4.1.1.1. Dans les accélérateurs simples, les particules accélérées servent à bombarder les particules cibles, auxquelles elles transfèrent une partie de leur énergie cinétique.
4.1.2. Collisionneurs
4.1.2.1. Dans les collisíonneurs, les particules projectiles et les particules cibles sont toutes deux accélérées : les interactions sont alors plus intenses.
4.1.2.1.1. Chambres à bulles
4.1.2.1.2. Synchrotrons