입자 물리학의 입자 가속기 목록

입자 물리학 실험에 사용되는 입자 가속기의 목록이다. 핵 물리학에서 사용됐으나 입자 물리학 분야를 구분할 때 포함됐던 초기의 입자 가속기도 포함한다. 최근 가속기 단지에는 일반적으로 여러 가속기가 있지만, 결과물이 실험에 직접 사용된 가속기만 포함한다.

초기 가속기

초기 가속기는 모두 가속 목표물이 고정된 단일 빔을 사용했다. 대부분 작동 방식이 간단하며 가속기가 저렴하고, 실시한 실험 중 이름이 붙여지지 않은 것도 많다.

사이클로트론

 이 부분의 본문은 사이클로트론입니다.

가속기	위치	작동 시기	형태	가속한 입자	운동 에너지	상세 설명
9 인치 사이클로트론	캘리포니아 대학교 버클리	1931년	원형	H+ 2	1.0 MeV	이론을 증명함.
11 인치 사이클로트론	캘리포니아 대학교 버클리	1932년	원형	양성자	1.2 MeV
27 인치 사이클로트론	캘리포니아 대학교 버클리	1932-1936	원형	중수소	4.8 MeV	중수소-핵 상호 작용을 조사함.
37 인치 사이클로트론	캘리포니아 대학교 버클리	1937-1938	원형	중수소	8 MeV	많은 동위 원소를 발견함.
60 인치 사이클로트론	캘리포니아 대학교 버클리	1939-1962[1]	원형	중수소	16 MeV	많은 동위 원소를 발견함.
88 인치 사이클로트론	버클리 래드 연구소, 현재 로런스 버클리 국립연구소	1961– 현재	원형 (등시성)	수소를 우라늄으로	MeV ~ GeV	많은 동위 원소를 발견하고 두 입자의 발견을 확인함. 1979년 세계 최초로 단일 빔으로 방사능 테스트를 수행하고, 그 이후 대부분의 미국 우주선의 부품 및 재료를 테스트함.
184 인치 사이클로트론	버클리 래드 연구소	1942-1993	원형	다양함	MeV ~ GeV	우라늄 동위 원소 분리 연구에 쓰임.
캘루트론	Y-12 시설(영어판), 오크리지 국립연구소, 테네시주	1943년	"말발굽"	우라늄 핵		맨해튼 계획을 위해 우라늄-235 동위 원소를 분리하는 데 사용됨. 제2차 세계 대전 후에는 의료 및 기타 동위 원소 분리에 사용됨.
95 인치 사이클로트론	하버드 사이클로트론 연구소(영어판)	1949-2002	원형	양성자	160 MeV	핵 물리학에 사용되고(1949 ~ 1961), 2002년까지 임상 양성자 치료 개발에 사용됨.
JULIC	율리히 연구 센터(영어판), 독일	1967–현재	원형	양성자, 중수소	75 MeV	현재 COSY 및 조사 목적의 사전 가속기로 사용됨.

^[1] 60 인치 사이클로트론의 자성 봉과 리턴 요크(return yoke)는 나중에 UC Davis로 옮겨져 현재까지 사용되고 있는 76인치 동시의 사이클로트론에 통합되었다.^[1]

기타 초기 가속기 유형

가속기	위치	작동 시기	형태 및 크기	가속된 입자	운동 에너지	상세 설명
선형입자가속기	아헨 공과대학교, 독일	1928년	선형 빔라인	이온	50 keV	이론을 증명함.
콕크로프트와 월턴의 정전기 가속기	캐번디시 연구소	1932년	콕크로프트-월턴 발전기(영어판) 문서를 참조.	양성자	0.7 MeV	최초 인공 핵분열을 함. (리튬 핵)
베타트론	시에멘스-슈케르트(영어판), 독일	1935년	원형	전자	1.8 MeV	이론을 증명함.

싱크로트론

가속기	위치	작동 시기	형태 및 크기	가속된 입자	운동 에너지	상세설명	INSPIRE 링크
코스모트론(영어판)	BNL	1953–1968	원형 링 (둘레 72m)	양성자	3.3 GeV	V 입자(영어판)를 발견했고, 중입자를 최초 인공으로 합성함.	INSPIRE
버밍엄 싱크로트론	버밍엄 대학교	1953–1967		양성자	1 GeV
베바트론(영어판)	로런스 버클리 국립연구소	1954-1970	"레이스 트랙"	양성자	6.2 GeV	기묘 입자(영어판)를 실험, 반양성자와 반중성자를 발견했고, 공명 현상을 발견함.	INSPIRE
베바랙(영어판), 슈퍼하이랙(SuperHILAC) 선형 가속기와 베바트론을 합친 가속기	로런스 버클리 국립연구소	1970-1993	"레이스 트랙" 이후의 선형 가속기	충분히 안정적인 모든 핵이 가속될 수 있음		압력이 가해진 핵의 상태에 대해 관측함. 암을 조사할 때 종양에 이온을 넣음.	INSPIRE
Saturne	사클레, 프랑스				3 GeV		INSPIRE
싱크로패소트론(영어판)	두브나, 러시아	1957 12월 – 2003			10 GeV		INSPIRE
무 변화도 싱크로트론(영어판)	ANL	1963–1979			12.5 GeV		INSPIRE
U-70 양성자 싱크로트론(영어판)	IHEP, 러시아	1967–현재	원형 링 (둘레 약 1.5km)	양성자	70 GeV		INSPIRE
양성자 싱크로트론(영어판)	유럽 입자 물리 연구소(CERN)	1959–현재	원형 링 (둘레 628m)	양성자	26 GeV	1984년까지 ISR, SPS, LHC, AD에 공급하는 데 사용됨.	INSPIRE
양성자 싱크로트론 가속 장치(영어판)	CERN	1972–현재	원형 싱크로트론	양성자	1.4 GeV	PS, ISOLDE에 공급하는 데 사용됨.	INSPIRE
슈퍼 양성자 싱크로트론(영어판)	유럽 입자 물리 연구소	1976–현재	원형 싱크로트론	양성자와 이온	450 GeV	COMPASS, OPERA, 그리고 Laboratori Nazionali del Gran Sasso의 ICARUS 프로젝트에 사용.	INSPIRE
교류 기울기 싱크로트론(영어판)	BNL	1960-현재	양성자 링 (둘레 808m)	양성자 (편광과 비편광), 중수소, 헬륨-3, 구리, 금, 우라늄	33 GeV	J/ψ, 뮤온 중성미자, 케이온에서의 CP 대칭성 깨짐, RHIC에 중이온을 주입하고 양성자를 편광화시킴.	INSPIRE
양성자 싱크로트론(영어판) (KEK)	KEK	1976–2007	원형 링	양성자	12 GeV
COSY	율리히, 독일	1993–현재	원형 링(183.47m)	양성자, 중수소	2.88 GeV	COSY에서의 실험적인 강입자 물리학 프로그램의 유산	INSPIRE
ALBA	세르다뇰라델발례스, 카탈루냐	2011–현재	원형 링(270m)	전자	3 GeV

고정 목표물 가속기

더 현대적인 가속기는 가속 목표물을 고정한 상태에서도 작동된다. 충돌기로 다시 작동시킬 수 있고, 또는 그 후에 세워진 충돌기에서 가속된 입자로도 작동시킬 수 있다.

고강도 강입자 가속기 (중성자 및 중성자 소스)

가속기	위치	작동 시기	형태 및 크기	가속 된 입자	운동 에너지	상세 설명	INSPIRE 링크
로스 앨러모스 중성자 과학 센터(영어판)의 고전류 양성자 가속기 (원래 로스 앨러모스 중입자 물리학 시설)	로스앨러모스 국립 연구소	1972– 현재	선형(800m)과 원형 (30m)	양성자	800MeV	중성자 재료 연구, 양성자 방사선 촬영, 고 에너지 중성자 연구, 초저온 중성자	INSPIRE
PSI, HIPA 고강도 590 MeV 양성자 가속기	바울 쉐러 연구소(영어판), 빌리겐, 스위스	1974-현재	0.8 MeV CW, 72 MeV 주입기 2, 590 MeV 링사이클로트론	양성자	590 MeV, 2.4 mA, = 1.4 MW	재료 과학 응용 분야에서 중간자와 중성자 생산에 사용되는 최고 빔 전력을 지님.	INSPIRE
TRIUMF 사이클로트론	TRIUMF, 밴쿠버 BC	1974-현재	원형	H- 이온	500 MeV	세계에서 가장 큰 사이클로트론, 17.9m	INSPIRE
ISIS 중성자 소스(영어판)	러더 포드 애플 턴 연구소, 칠튼 , 옥스포드 셔, 영국	1984– 현재	H- 선형가속기에 이은 양성자 RCS	양성자	800MeV		INSPIRE
파쇄 중성자 소스(영어판)	오크 리지 국립 연구소	2006– 현재	선형(335m)과 원형(248m)	양성자	800MeV - 1 GeV	과학 연구 및 산업 개발을 위해 세계에서 가장 강력한 펄스 중성자 빔을 생성함.	INSPIRE
J-PARC(영어판) RCS	이바라키 현 도카이	2007– 현재	삼각형 (둘레 348m)	양성자	3 GeV	재료 및 생명 과학 및 J-PARC 메인 링 입력에 사용	INSPIRE

전자 및 저강도 강입자 가속기

가속기	위치	작동 시기	형태 및 크기	가속된 입자	운동 에너지	실험	상세 설명	INSPIRE 링크
반양성자 축적기(영어판) (Antiproton Accumulator)	CERN	1980-1996					도안 연구	INSPIRE
반양성자 축적기(영어판)(Antiproton collector)	CERN	1986-1996		반양성자			도안 연구	INSPIRE
반양성자 감속기(영어판)	CERN	2000–현재	저장 링	양성자와 반양성자	26 GeV	ATHENA, ATRAP, ASACUSA, ACE, ALPHA, AEGIS	도안 연구	INSPIRE
저에너지 반양성자 링(영어판)	CERN	1982-1996		반양성자		PS210	도안 연구	INSPIRE
캠브리지 전자 가속기	하버드 대학교, MIT, 매사추세츠주의 케임브리지	1962-1974[2]	236 ft 지름의 싱크로트론[3]	전자	6 GeV
SLAC 선형 가속기	SLAC 선형 가속기 센터	1966–현재	3 km 선형 가속기	전자와 양전자	50 GeV		계속 업그레이드됨. PEP, SPEAR, SLC, PEP-II에 공급하는 데 사용됨. 현재는 1km 구간으로 분할되어 LCLS, FACET & LCLS-II를 공급함.	INSPIRE
페르미 연구소 가속 장치	페르미 연구소	1970–현재	원형 싱크로트론	양성자	8 GeV	MiniBooNE		INSPIRE
페르미 연구소 주요 주입기	페르미 연구소	1995–현재	원형 싱크로트론	양성자와 반양성자	150 GeV	MINOS, MINERνA, NOνA		INSPIRE
페르미 연구소 주요 링	페르미 연구소	1970–1995	원형 싱크로트론	양성자와 반양성자	400 GeV (1979까지), 150 GeV (이후)
프라스카티 전자 싱크로트론	프라스카티 국립 연구소(영어판), 프라스카티	1959–? (해체됨)	9m 원형 싱크로트론	전자	1.1 GeV
베이츠 선형 가속기	미들턴, 매사추세츠주	1967–2005	500 MeV 선형 가속기와 저장 링을 재순환	편광된 전자	1 GeV			INSPIRE
연속적 전자 빔 가속기 시설 (CEBAF)	토마스 제퍼슨 국립 가속기 시설(영어판), 뉴포트 뉴스, 버지니아주	1995–현재	6 GeV 선형 가속기를 재순환 (최근 12 GeV로 업그레이드)	편광된 전자	6-12 GeV	DVCS, PrimEx II, Qweak, GlueX	초전도 RF 기술의 최초 대형 사용	INSPIRE
ELSA	본 대학교 물리학 연구소, 독일	1987–현재	싱크로트론과 직선 구간	(편광된) 전자	3.5 GeV	크리스탈 배럴		INSPIRE
마인츠 마이크로트론(영어판)	마인츠, 독일	1975–현재	다단계의 레이스트랙 마이크로트론	편광된 전자	1.5 GeV	A1 - 전자 분산, A2 - 진짜 양성자, A4 - 대칭성 깨짐, X1 - X-Ray 방출		INSPIRE
테바트론(영어판)	페르미 연구소	1983–2011	초전도 원형 싱크로트론	양성자	980 GeV			INSPIRE
유니버셜 선형 가속기(영어판) (UNILAC)	GSI 헬름홀츠 중이온 연구소, 다름슈타트, 독일	1974–현재	선형 (120 m)	모든 자연 원소의 이온	2-11.4  MeV/u			INSPIRE
슈에리오넨 싱크로트톤 (SIS18)	GSI 헬름홀츠 중이온 연구소, 다름슈타트, 독일	1990–현재	271m 둘레 싱크로트론	모든 자연 원소의 이온	U: 50-1000 MeV/u Ne: 50-2000 MeV/u p: 4,5 GeV			INSPIRE
실험 저장 링 (ESR)	GSI 헬름홀츠 중이온 연구소, 다름슈타트, 독일	1990–현재		모든 자연 원소의 이온	0.005 – 0.5  GeV/u
J-PARC(영어판) 주요 링	이바라키현 도카이촌	2009–현재	삼각형, 지름 500m	양성자	30 GeV	J-PARC 강입자 실험 시설, T2K	8 GeV 빔을 공급 가능	INSPIRE
저에너지 중성자 소스(LENS)	인디애나 대학교 (미국)	2004–현재	선형	양성자	13 MeV[4]	SANS, SESAME, MIS	LENS 웹사이트 보관됨 2019-09-28 - 웨이백 머신
코넬 BNL ERL 실험 가속기 (CBETA)[5]	코넬 대학교, 이타카 / 뉴욕 (미국)	2019–현재	SRF 구멍, 4개의 턴, 모든 빔이 영구 자석의 대안 경사 격자장(場) 위에 고정되어 있는 에너지 회복 선형 가속기	전자	150 MeV	전자 이온 충돌기의 견본 시설		INSPIRE

충돌기

전자-양전자 충돌기

가속기	위치	작동 시기	형태와 지름	전자 에너지	양전자 에너지	실험	발견	INSPIRE 링크
AdA(영어판)	LNF, 프라스카티, 이탈리아; 오르세, 프랑스	1961–1964	원형, 3 미터	250 MeV	250 MeV		토셰크(Touschek) 효과 (1963); 최초로 기록된 e+e− 상호작용 (1964)	INSPIRE
프린스턴-스탠포드(e−e−)	스탠포드, 캘리포니아	1962–1967	링 2개, 12 m	300 MeV	300 MeV		e−e− 상호작용
VEP-1 (e−e−)	INP(영어판), 노보시비르스크, 소련	1964–1968	링 2개, 2.70 m	130 MeV	130 MeV		e−e− 분산; QED 방사능 작용이 확인됨.	INSPIRE
VEPP-2	INP, 노보시비르스크, 소련	1965–1974	원형, 11.5 m	700 MeV	700 MeV	OLYA, CMD	다중 강입자 발생 (1966), e+e−→φ (1966), e+e−→γγ (1971)	INSPIRE
ACO	LAL, 오르세, 프랑스	1965–1975	원형, 22 m	550 MeV	550 MeV	ρ0, K+K−,φ3C, μ+μ−, M2N, DM1	벡터 중입자 연구. 당시 ACO는 1988년까지 싱크로트론 빛 소스로 사용됨.	INSPIRE
SPEAR(영어판)	SLAC	1972-1990(?)	원형	3 GeV	3 GeV	Mark I, Mark II, Mark III	차르모늄(Charmonium) 상태의 발견	INSPIRE
VEPP-2M	BINP, 노보시비리스크	1974–2000	원형, 17.88 m	700 MeV	700 MeV	ND, SND, CMD-2	e+e− 단면, ρ, ω, φ 중입자의 반감기	INSPIRE
DORIS(영어판)	DESY	1974–1993	원형, 300m	5 GeV	5 GeV	ARGUS, 크리스탈 볼, DASP, PLUTO	중성인 B 중입자의 진동	INSPIRE
PETRA(영어판)	DESY	1978–1986	원형, 2 km	20 GeV	20 GeV	JADE, MARK-J, CELLO, PLUTO, TASSO	세 개의 제트 현상에서 글루온을 발견함.	INSPIRE
CESR(영어판)	코넬 대학교	1979–2002	원형, 768m	6 GeV	6 GeV	CUSB, CHESS, CLEO, CLEO-2, CLEO-2.5, CLEO-3	B 반감기의 최초 관측, 참이 아닌(charmless) "방사성 펭귄"(radiative penguin) B 반감기	INSPIRE
PEP	SLAC	1980-1990(?)				Mark II		INSPIRE
SLC	SLAC	1988-1998(?)	SLAC 선형가속기의 추가	45 GeV	45 GeV	SLD, Mark II	최초 선형 충돌기	INSPIRE
거대 전자-양전자 충돌기(영어판)(LEP)	CERN	1989–2000	원형, 27 km	104 GeV	104 GeV	알레프, 델파이, 오팔, L3	약한 상호작용을 하는 중성미자가 가벼운 3개만 존재해서 (m ≤ mZ/2) , 쿼크와 경입자에는 오직 3개의 세대가 있다는 것을 나타냄.	INSPIRE
BEPC(영어판)	중국	1989–2004	원형, 240m	2.2 GeV	2.2 GeV	베이징 스펙트로미터(I, II)		INSPIRE
VEPP-4M	BINP, 노보시비리스크	1994-	원형, 366m	6.0 GeV	6.0 GeV	KEDR[깨진 링크]	프사이 중입자의 질량과 2개의 광자 물리학의 정확한 측정
PEP-II	SLAC	1998–2008	원형, 2.2 km	9 GeV	3.1 GeV	BaBar	B 중입자 체계에서 CP 위반을 발견함.	INSPIRE
KEKB(영어판)	KEK	1999–2009	원형, 3 km	8.0 GeV	3.5 GeV	Belle	B 중입자 체계에서 CP 위반을 발견함.
DAΦNE(영어판)	LNF, 프라스카티, 이탈리아	1999-현재	원형, 98m	0.7 GeV	0.7 GeV	KLOE	크랩-웨이스트 충돌 (2007)	INSPIRE
CESR-c(영어판)	코넬 대학교	2002–2008	원형, 768m	6 GeV	6 GeV	CHESS, CLEO-c		INSPIRE
VEPP-2000(영어판)	BINP, 노보시비리스크	2006-	원형, 24.4m	1.0 GeV	1.0 GeV	SND, CMD-3	원형 빔 (2007)
BEPC II(영어판)	중국	2008-	원형, 240m	1.89 GeV	1.89 GeV	베이징 스펙트로미터 III
VEPP-5(영어판)	BINP, 노보시비리스크	2015-
ADONE(영어판)	LNF, 프라스카티, 이탈리아	1969-1993	원형, 105m	1.5 GeV	1.5 GeV
TRISTAN'(영어판)	KEK	1987-1995	원형, 3016m	30 GeV	30 GeV
SuperKEKB(영어판)	KEK	2016-	원형, 3 km	7.0 GeV	4.0 GeV	Belle II

강입자 충돌기

가속기	위치	작동 시기	형태 및 크기	충돌 입자	빔 에너지	실험	INSPIRE 링크
교차 저장 링(영어판)(Intersecting Storage Rings)	CERN	1971- 1984	원형 링 (둘레 948m)	양성자/양성자	31.5 GeV		INSPIRE
슈퍼 양성자 싱크로트론(영어판)/ SppS	CERN	1981- 1984	원형 링 (둘레 6.9 km)	양성자/ 반양성자	270-315 GeV	UA1, UA2	INSPIRE
테바트론(영어판) I번째 실험	페르미 연구소	1992- 1995	원형 링 (둘레 6.3 km)	양성자/ 반양성자	900 GeV	CDF, D0	INSPIRE
테바트론 II번째 실험	페르미 연구소	2001- 2011	원형 링 (둘레 6.3 km)	양성자/ 반양성자	980 GeV	CDF, D0	INSPIRE
상대론적 중이온 충돌기(영어판)(RHIC) 편광 양성자 모드	브룩헤이븐 국립연구소, 뉴욕	2001- 현재	육각 링 (3.8 km 둘레)	편광된 양성자/ 양성자	100-255 GeV	PHENIX, STAR	INSPIRE
상대론적 중이온 충돌기(RHIC) 이온 모드	브룩헤이븐 국립연구소, 뉴욕	2000 ~ 현재	육각 링 (3.8 km 둘레)	d-197Au79+; 63Cu29+-63Cu29+; 63Cu29+-197Au79+; 197Au79+-197Au79+; 238U92+-238U92+	핵당3.85-100 GeV	STAR, PHENIX, BRAHMS, PHOBOS	INSPIRE
대형 강입자 충돌기 (LHC) 양성자 모드	CERN	2008 ~ 현재	원형 링 (27 km 둘레)	양성자/ 양성자	6.5 TeV (설계: 7 TeV)	ALICE, ATLAS, CMS, LHCb, LHCf, TOTEM	INSPIRE
대형 강입자 충돌기 (LHC) 이온 모드	CERN	2010–현재	원형 링 (27 km 둘레)	208Pb82+-208Pb82+; 양성자-208Pb82+	핵당 2.76 TeV	ALICE, ATLAS, CMS, LHCb	INSPIRE

전자-양성자 충돌기

가속기	위치	작동 시기	형태 및 크기	전자 에너지	양성자 에너지	실험	INSPIRE 링크
HERA(영어판)	DESY	1992 ~ 2007	원형 링 (둘레 6336 미터)	27.5 GeV	920 GeV	H1, ZEUS, HERMES 실험, HERA-B	INSPIRE

빛 소스

 이 부분의 본문은 싱크로트론 방사능 시설의 목록입니다.

가상 가속기

위에 나열된 실제 가속기 외에도 입자 물리학 자들이 가상의 예나 낙관적인 프로젝트로 자주 사용하는 가상 가속기가 있다.

• 엘로이새트론(Eloisatron, Eurasiatic Long Intersecting Storage Accelerator)은 시칠리아 에리스의 에토레 마요라나 기구와 과학 문화 센터_(영어판)는 안토니오 지키키(Antonio Zichichi)가 이끄는 INFN 프로젝트이다. 질량 중심 에너지는 200 TeV로 계획되었으며, 크기는 유럽과 아시아의 일부에 걸쳐 계획되었다.
• 페르미트론(Fermitron)은 1940년대에 엔리코 페르미가 메모에 스케치한 가속기로서, 페르미는 지구 주위를 안정적으로 도는 가속기를 제안했다.
• 언듈레이터 방사 충돌기^[6]는 GUT 스케일 주위에 질량 중심 에너지를 갖는 가속기 설계이다. 이것은 길이가 몇 광초여야 하고, 태양 주위에 다이슨구를 건설하는 조건에 만족해야 한다.
• 플랑카트론은 플랑크 척도 정도의 질량 중심 에너지를 가진 가속기이다. 플랑카트론의 반지름은 은하수의 반지름과 비슷해야 할 것으로 추정된다. 이 가속기를 작동시키는 데 카르다쇼프 유형 II 문명만 건설할 수 있을 정도로 많은 에너지가 필요할 것이다.^[7]
• 초고 에너지 우주선 관측을 위한 가상 소스인 제바트론도 있다.