射頻腔

如果說磁鐵是給束流掌舵的東西，那麼射頻腔就是給它加速的東西。它是加速器的發動機。設想一個中空的金屬腔體，外形常有點像一口鐘或一摞甜甜圈，中間有個孔讓束流穿過。腔內有一個以射頻頻率來回盪漾的電場，每當一團粒子在恰好正確的時刻飛過，這個場就給它向前一踢。

其中的物理就像推鞦韆上的孩子。鞦韆有它固有的節奏，如果你正好踩著節奏去推，一次次小推力就會累積成大擺幅。射頻腔也有它固有的電磁節奏，束流必須踩著這個節奏抵達，好讓每次通過都得到一個向前的推力，而不是一記向後的猛搡。腔體儲存著振盪的電磁能，並在每次穿越時把其中一份交給束流。把幾個腔串在一起，或在環裡讓束流多次穿過同一批腔，能量就會累積起來。

射頻腔是直線加速器和同步加速器共同的心臟。最先進的射頻腔由超導金屬製成，這樣它們就能維持很強的加速場，而不會把能量浪費成熱量，這對高效的高梯度機器至關重要。它們的性能——每米能給多大的推力，稱為加速梯度——是決定未來加速器要多長、多昂貴才能達到目標能量的主要因素之一。