Máy gia tốc hạt (hay còn gọi là gia tốc hạt) là một thiết bị sử dụng để gia tăng năng lượng của các hạt nhỏ, chẳng hạn như proton hoặc electron, đến mức đủ cao để tạo ra các va chạm hạt nhân hoặc tạo ra các tia hạt mạnh. Máy gia tốc hạt thường được sử dụng trong nghiên cứu vật lý hạt nhân, vật lý hạt cơ bản và y học hạt nhân.

Cách hoạt động của máy gia tốc hạt thường bao gồm các bước sau:

1. Gia tốc hạt: Hạt được gia tốc bằng cách sử dụng các lĩnh vực điện trường hoặc từ trường. Điện trường hoặc từ trường được tạo ra bởi các điện cực hoặc từ nam châm trong máy gia tốc.

2. Tăng tốc hạt: Hạt được tăng tốc bằng cách áp dụng điện trường hoặc từ trường mạnh hơn để gia tăng năng lượng của chúng. Quá trình này được lặp lại nhiều lần để tăng tốc hạt lên mức đủ cao.

3. Định hướng hạt: Hạt được định hướng bằng cách sử dụng từ trường để giữ chúng trong quỹ đạo cố định. Điều này đảm bảo rằng hạt di chuyển theo đúng hướng và không bị lạc đường.

4. Định vị hạt: Hạt được định vị bằng cách sử dụng các cảm biến và hệ thống điều khiển để theo dõi vị trí của chúng trong quỹ đạo. Điều này giúp đảm bảo rằng hạt di chuyển đúng quỹ đạo và không va chạm với các thành phần khác trong máy gia tốc.

5. Tạo ra va chạm: Khi hạt đạt được năng lượng đủ cao, chúng được hướng vào mục tiêu để tạo ra va chạm với các hạt khác hoặc vật liệu mục tiêu. Khi va chạm xảy ra, các hiện tượng vật lý được quan sát và nghiên cứu.

Quá trình trên được lặp lại nhiều lần để tăng tốc hạt lên mức độ cao hơn và tạo ra các va chạm mạnh hơn.