射频腔

如果说磁铁是给束流掌舵的东西，那么射频腔就是给它加速的东西。它是加速器的发动机。设想一个中空的金属腔体，外形常有点像一口钟或一摞甜甜圈，中间有个孔让束流穿过。腔内有一个以射频频率来回荡漾的电场，每当一团粒子在恰好正确的时刻飞过，这个场就给它向前一踢。

其中的物理就像推秋千上的孩子。秋千有它固有的节奏，如果你正好踩着节奏去推，一次次小推力就会累积成大摆幅。射频腔也有它固有的电磁节奏，束流必须踩着这个节奏抵达，好让每次通过都得到一个向前的推力，而不是一记向后的猛搡。腔体储存着振荡的电磁能，并在每次穿越时把其中一份交给束流。把几个腔串在一起，或在环里让束流多次穿过同一批腔，能量就会累积起来。

射频腔是直线加速器和同步加速器共同的心脏。最先进的射频腔由超导金属制成，这样它们就能维持很强的加速场，而不会把能量浪费成热量，这对高效的高梯度机器至关重要。它们的性能——每米能给多大的推力，称为加速梯度——是决定未来加速器要多长、多昂贵才能达到目标能量的主要因素之一。