Las dos formas principales de los aceleradores son lineales o circulares. Ejemplos de aceleradores circulares son el LHC en el CERN y el Tevatron en Fermilab (recientemente retirado). Un ejemplo de acelerador lineal es el acelerador lineal de 2 millas de largo en SLAC National Acellerator Laboratory (recientemente retirado).
En un acelerador circular obtienes oportunidades adicionales para acelerar el grupo de partículas cada vez que giran alrededor del anillo, por lo que estos aceleradores tienden a ser más eficientes y capaces de alcanzar energías más altas. Sin embargo, a velocidades muy altas (cercanas a la velocidad de la luz) las partículas son difíciles de doblar en una trayectoria circular. La energía máxima del LHC está limitada por los imanes más fuertes que se pueden hacer (económicamente) para doblar los haces en el círculo permitido por el diámetro del túnel en el que se construyó el LHC. Para lograr energías más altas se requieren imanes más fuertes o un círculo más grande o ambos.
Entonces, quizás se pregunte por qué se construyeron aceleradores lineales. La razón es que depende del tipo de partícula que esté acelerando. El LHC acelera protones que son 2000 veces más pesados que los electrones (o positrones) que aceleró el acelerador lineal SLAC. El problema es que cuando los electrones muy ligeros se doblan en una trayectoria circular, emiten una gran cantidad de rayos X de alta energía (radiación sincrotrónica). Estas emisiones se ralentizan y reducen la energía del haz, por lo que es difícil agregar suficiente energía al haz en cada viaje alrededor del círculo para compensar las pérdidas debidas a esta radiación.
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Por ejemplo, según http: //hyperphysics.phy-astr.gsu… si compara un electrón de 50 GeV con un protón de 50 GeV en el acelerador circular del mismo diámetro, el electrón emitirá [matemáticas] 10 ^ {13} [/ matemática] veces más radiación sincrotrón que el protón. Es por eso que los aceleradores de electrones de muy alta energía tienden a ser aceleradores lineales mientras que los aceleradores de protones son circulares.
