直線加速器

直線加速器（linac）是加速器能採取的最簡單形狀：一條直線。設想一條很長的走廊，沿途有一連串門洞，一個跑者每經過一個門洞都會被從背後推一把。到走廊盡頭時，跑者已全力衝刺。直線加速器對帶電粒子做的正是這件事：它把許多加速間隙排成一排，粒子從一端筆直走到另一端，每經過一個間隙就獲得一小份能量。

巧妙之處在於計時。加速間隙由振盪的射頻場供能，所以每個間隙只在部分時間裡朝正確方向推動。粒子必須恰好在場準備把它向前推的那一刻抵達每個間隙。隨著粒子加速，間隙的間距被安排得能讓它保持同步，就像梯子的橫檔隨著你爬得更快而越分越開。由於一切都在一次直線通過中完成，粒子從不必被彎折——這就避開了困擾環形機器的一個嚴重問題（被同步輻射損耗掉的能量），對電子這類輕粒子尤其如此。

直線加速器無處不在。小型醫用直線加速器在全世界的醫院裡輸出放射線來治療癌症。在粒子物理中它擔當兩種角色：作為幾乎每一座大型加速器群的強力第一級，先把束流加到一定速度，再注入環中；偶爾也作為主角。史丹佛直線加速器（SLAC）是一台 3 公里長的電子直線加速器，做出過獲諾貝爾獎的發現；而未來電子—正電子對撞機的領先方案 ILC，正是一台巨型直線加速器，理由恰恰就是「不必彎折」。