Ускори́тель заря́женных части́ц — класс устройств для получения заряженных частиц высоких энергий. Самые крупные ускорители являются дорогостоящими комплексами требующими международного сотрудничества. К примеру, Большой адронный коллайдер в ЦЕРН представляющий собой кольцо длиной почти 27 километров является результатом работы десятков тысяч учёных из более чем ста стран.
Синхротронное излучение — излучение электромагнитных волн релятивистскими заряженными частицами, движущимися по криволинейной траектории, то есть имеющими составляющую ускорения, перпендикулярную скорости. Синхротронное излучение создаётся в синхротронах, накопительных кольцах ускорителей, при движении заряженных частиц через ондулятор. Частота излучения может включать очень широкий спектральный диапазон, от радиоволн до рентгеновского излучения.
Беватро́н — ускоритель, слабофокусирующий протонный синхротрон на энергию 6 ГэВ, работавший в Национальной лаборатории им. Лоуренса в 1954-1971 годы для проведения экспериментов в области физики высоких энергий и элементарных частиц, а в 1971-2009 годы в качестве бустера тяжёлых ионов для линейного ускорителя SuperHILAC.
Циклотро́н — резонансный циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц, в котором частицы движутся в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотное электрическое поле неизменной частоты.
Бетатро́н — циклический, но не резонансный ускоритель электронов с фиксированной равновесной орбитой, ускорение в котором происходит с помощью вихревого электрического поля. Предельно достижимая энергия в бетатроне: ≤ 300 МэВ.
Линейный ускоритель — ускоритель заряженных частиц, в котором, в отличие от циклических ускорителей, частицы проходят ускоряющую структуру однократно.
Андре́й Алекса́ндрович Коло́менский — профессор, советский учёный в области теоретической физики и техники ускорителей. Лауреат Премии Президиума АН СССР (1957), Ленинской премии (1959) и Государственной премии СССР (1981) в области импульсных электронных ускорителей. Удостоен почётного звания «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР» (1991).
Синхрофазотро́н — резонансный циклический ускоритель с неизменной в процессе ускорения длиной равновесной орбиты. Чтобы частицы в процессе ускорения оставались на той же орбите, изменяется как ведущее магнитное поле, так и частота ускоряющего электрического поля. Последнее необходимо, чтобы пучок приходил в ускоряющую секцию всегда в фазе с высокочастотным электрическим полем. В том случае, если частицы ультрарелятивистские, частота обращения при фиксированной длине орбиты не меняется с ростом энергии, и частота ВЧ-генератора также должна оставаться постоянной. Такой ускоритель уже называется синхротроном.
Милтон Стэнли Ливингстон — американский физик, совместно с Эрнестом Лоуренсом создавший первый циклотрон (1930), автор многих пионерских работ в области физики ускорителей.
Ускоритель FFAG — тип резонансного циклического ускорителя, в котором сочетаются признаки циклотрона и современного синхротрона. Другое название FFAG — кольцевой фазотрон.
Микротро́н — тип резонансных циклических ускорителей электронов. В микротроне ведущее магнитное поле и частота ускоряющего поля постоянны, однако период обращения сгустка на каждом обороте изменяется, так чтобы каждый раз частицы приходили в ускоряющий зазор в правильной фазе высокочастотного электрического поля.
Принцип автофазировки — закон, обеспечивающий стабильность частицы в резонансном циклическом ускорителе в продольном направлении. Принцип был сформулирован В. И. Векслером (1944) и независимо Макмилланом (1945) и позволил создавать синхроциклотроны, а позже синхротроны для ускорения релятивистских частиц, что было невозможно в классическом циклотроне.
Бирмингемский синхротрон — циклический ускоритель протонов на энергию 1 ГэВ, один из первых в мире синхротронов, построенный в Бирмингемском университете в 1953 году под руководством Марка Олифанта.
Сильная фокусировка — принцип устройства фокусирующих полей в циклических ускорителях заряженных частиц, который характеризуется большими градиентами магнитного поля, большой частотой бетатронных колебаний частицы. Принцип сильной фокусировки основан на том, чтобы отказаться от одновременной фокусировки по двум поперечным координатам, но при этом сохранить глобальную устойчивость поперечных колебаний.
Накопительное кольцо, накопитель — циклический ускоритель заряженных частиц, синхротрон, предназначенный для накопления и удержания интенсивного пучка частиц. Накопители используются в экспериментах по физике высоких энергий, электронные накопители используются в источниках синхротронного излучения, протонные и ионные накопители используются для радиотерапии.
Протонный синхротрон — циклический ускоритель в ЦЕРНе, жёсткофокусирующий протонный синхротрон, используемый для предварительного ускорения пучков протонов и ионов в инжекционной цепи Большого адронного коллайдера.
Андре́й Никола́евич Ле́бедев — советский и российский физик, специалист в области ускорителей заряженных частиц и физики сильноточных пучков, член-корреспондент РАН (2003).
Коллективные эффекты — в физике ускорителей, совокупность разнообразных явлений, зависящих от интенсивности пучка заряженных частиц, и влияющих на его динамику в ускорителях. В пучке малой интенсивности частицы не взаимодействуют друг с другом и не влияют на окружение, таким образом, движение частиц полностью определяется внешними электромагнитными полями элементов ускорителя. В интенсивном сгустке поле, создаваемое ансамблем заряженных частиц, влияет на динамику отдельной частицы как непосредственно, так и с помощью полей, наводимых на элементах ускорителя. Именно коллективные эффекты, как правило, ограничивают интенсивность пучка в ускорителях.
AWAKE в ЦЕРНе — это эксперимент для подтверждения принципа плазменного ускорения электронов с использованием пучка протонов высокой энергии в качестве драйвера, создающего кильватерный след. Его цель — ускорить сгусток электронов (витнесс) с энергией от 15 до 20 МэВ до нескольких ГэВ на небольшом расстоянии путём создания высокого темпа ускорения, до 1 ГэВ/м. Используемые в настоящее время ускорители частиц используют для ускорения стандартные или сверхпроводящие ВЧ-резонаторы, но они ограничены градиентом ускорения порядка 100 МэВ/м.
