Что такое ускоритель заряженных частиц?

Ну это такой микроскоп специальный, на котором можно посмотреть, как "устроены" элементарные частицы. Принцип действия следует из названия: раз частицы заряженные, то они в электрическом поле начинают ускоряться. Самые первые ускорители именно так и выглядели: источник заряженных частиц (электроны или альфа-частицы, других тогда ещё не знали) с одной стороны, и мишень, к которой было приложено несколько миллионов вольт, - с другой. Это был простой линейный ускоритель - частицы двишалоись в нём по прямой от источника до мишени. Получать напряжение выше примерно 10 миллионов вольт тогда тоже не умели. Да и сейчас ещё не умеют.

И всё же учёные научились разгонять частицы до энергий в миллиарды и даже триллионы вольт, просто уже не сразу, как в линейном ускорителе, а постепенно. Для чего частицы заставили бегать по кругу, немного подгоняя их на каждом витке. Чтоб они двигались не по прямой, а по окружности, создают магнитное поле. При движении заряда в магнитном поле на него начинает действовать сила Лоренца, искривляющего траекторию движения. В однородном магнитном поле частица движется по окружности. Ну и на каждом витке ей сообщается некоторая новая порция энергии, так что в итоге, за несколько миллионов или даже миллиардов витков, итоговая энергия оказывается куда больше, чем то, сто может дать линейный ускоритель.

Конечно, тут есть свои сложности: необходимо создавать магнитные поля колоссальной, по земным меркам, напряжённости; необходимо подстраивать частоту напряжения, подаваемого на разгонный промежуток (на тот участок траектории, на котором и подхлёстывается движение частицы); необходимо восполнять потери энергии, связанные с излучением из-за криволинейного движения заряда; и всё это необходимо рассчитывать с учётом релятивистских уравнений, ведь скорость частиц льшь на самую малость отличается от скорости света... Но зато и результаты впечатляют - сейчас, с открытием на одном из таких ускорителей, бозона Хиггса наконец завершено создание Стандартной модели, физической теории, которая полностью объясняет фундаментальную структуру материи и законы, которуе ею управляют.

Там, конечно, ещё остались интересные и непонятные вещи (тёмная материя, тёмная энергия), но вот всяком случает, то, что "ВИДНО", хотя б инструментально (тёмную материю не видно вообще), объяснено "до конца".