《三体》动画的一开头就有这样的台词：

“科学发展，突破口在哪儿？”

“粒子对撞实验？！”

接下来我们就看到了太空中的对撞机：

当然也看到了智子对实验的干扰。三体人为何如此害怕地球人的对撞机？对撞机实际上是粒子加速器的一种。按照原著的设定，三体人担心人类利用加速器揭示物质的本质，实现技术的飞跃，成为它们的有力劲敌。

这个设定非常科学！粒子加速器确实在人类的科技发展史上有着举足轻重的地位。通过人工方法加速带电粒子，科学家们既可以用加速器做高大上的物理实验，探索物质世界的基本组成，推动基础科学的发展；也可以对材料进行探伤，处理美味的食物，甚至婴儿们离不开的尿不湿也和加速器有关！

加速器到底是什么样子的，又是如何工作的？今天，我们就向大家介绍三种常见的加速器。

直线加速器——可能是你家的老电视

顾名思义，直线加速器（Linear Accelerator ,Linac）是将带电粒子沿直线加速的加速器。早在1924年，英国物理学家伊辛就提出了直线加速器的概念——利用多次加速电场来使带电粒子获得更高的能量。1928年，来自挪威的维德罗发展了伊辛的原理，建成了世界上第一台直线共振加速器。

上世纪八九十年代流行的“大屁股”电视机其实就是一台直线加速器，通过阴极射线管产生的电子束击打屏幕内侧的发光涂料产生图像。

直线加速器是目前最常见的加速器之一。当你美滋滋地啃着从超市购买的泡椒凤爪时，很有可能你就在享受加速器带来的便利。基于直线加速器的辐照加工技术（射线照射），是一种高效安全的*菌技术，可以让泡椒凤爪的保质期从3-5天延长到几个月，还不用添加防腐剂。

直线加速器的原理并不复杂：只要给粒子提供一个加速电场，粒子便可沿直线运动。如果采用合适的交变电场，就可以做到让粒子持续加速了。

但是一般交变电场有正有负，如何保证粒子的速度只增不减呢？科学家们巧妙地使用了一种叫做漂移管的结构。当遇到负向电压时，粒子恰好能够躲进漂移管，这样粒子束流（通常叫做束流）就可以在直线段中勇往无前了！