Οι επιταχυντές σωματιδίων (που συχνά αναφέρονται ως «διασπαστές ατόμων») χρησιμοποιούν ισχυρά ηλεκτρικά πεδία, για να ωθήσουν δέσμες υποατομικών σωματιδίων –συνήθως πρωτόνια ή ηλεκτρόνια– σε τρομερές ταχύτητες.
Εκατοντάδες επιταχυντές λειτουργούν παγκοσμίως. Οι σωματιδιακές δέσμες που παράγουν χρησιμοποιούνται για να ανιχνεύονται καρκινικοί όγκοι, βοηθώντας την ιατρική διάγνωση και στον ποιοτικό έλεγχο βιομηχανικών διατάξεων. Σε ειδικευμένους επιταχυντές, γνωστούς ως παραγωγοί ακτίνων Χ, τα σωματίδια κινούνται γύρω από ένα δαχτυλίδι για να παράγουν φωτεινές ακτίνες Χ, οι οποίες φωτίζουν περίπλοκες βιολογικές δομές αλλά και άλλα φαινόμενα.
Οι πιο ισχυροί επιταχυντές χρησιμοποιούνται στη βασική έρευνα, αναπτύσσοντας τη γνώση μας σχετικά με τη δομή της ύλης και τη φύση του σύμπαντος. Αυτές οι μηχανές λειτουργούν ως υπερ-μικροσκόπια και αποκαλύπτουν τα μικρότερα συστατικά της ύλης. Αυτοί διασπούν σωματίδια πάνω σε σταθερούς στόχους ή επιταχύνουν δύο δέσμες σε ταχύτητες κοντά σε αυτήν του φωτός και, στη συνέχεια, τις συγκρούουν μετωπικά. Τα σωματίδια ακαριαία μετατρέπονται σε ενέργεια σύμφωνα με την περίφημη εξίσωση του Αϊνστάιν: Ε=mc2. Τότε, όλη η ενέργεια που παράγεται από τη σύγκρουση μετατρέπεται πάλι σε ύλη, παράγοντας νέα σωματίδια που ίσως δεν είχαν παρατηρηθεί ποτέ πριν.
Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια, που επιτυγχάνει να απελευθερώσει ο επιταχυντής, τόσο πιο βαριά σωματίδια μπορεί να δημιουργήσει, οδηγώντας την πιο λεπτομερή μελέτη των φυσικών νόμων στη μικρότερη κλίμακα. Στον επιταχυντή Tevatron στο Fermilab, συγκρούσεις σωματιδίων λαμβάνουν καθημερινά χώρα σε ενέργειες που αντιστοιχούν σε δύο τρισεκατομμύρια βόλτ. O μεγάλος επιταχυντής αδρονίων (Large hadron collider) στην Ευρώπη, θα εξερευνήσει την ύλη με εφτά φορές περισσότερη ενέργεια από τον Tevatron.
Leon Lederman, Illinois Institute of Technology
