Pospeševalnik delcev, znan tudi kot razbijalec atomov ali trkalnik delcev, je naprava, ki pospešuje subatomske delce do visokih hitrosti in jih vzdržuje v majhnih, doslednih žarkih. Pospeševalniki delcev imajo veliko uporab v splošni uporabi ter v raziskavah eksperimentalne in teoretične fizike. Veliki hadronski trkalnik, največji pospeševalnik delcev, ki je obstajal v času njegove gradnje, je bil zasnovan tako, da trči delce v upanju, da jih razbije in odkrije teoretični delec Higgs-Bozon. Precej manjši pospeševalniki so prisotni v obliki katodnih cevi v preprostih televizijskih sprejemnikih.
Katodne cevi in generatorji rentgenskih žarkov, ki jih veliko ljudi uporablja vsak dan, sta oba primera nizkoenergijskih pospeševalnikov delcev. Televizor s katodno cevjo ima vakuumsko cev, ki vsebuje eno ali več elektronskih pušk in sredstva za odklon elektronskega žarka. Žarek se po potrebi odkloni na fluorescenčni zaslon, iz katerega se oddajajo slike. Generatorji rentgenskih žarkov pospešujejo in trčijo velike količine rentgenskih žarkov s težko kovinsko tarčo; vse, kar je med generatorjem in kovino, bo povečalo vzorec rentgenskih žarkov, ki udarjajo v kovino. Medicinski strokovnjaki to uporabljajo za diagnosticiranje težav v človeškem telesu.
Pospeševalniki delcev večje moči, kot so tisti, ki lahko sprožijo jedrske reakcije, se na splošno uporabljajo v znanstvene namene. Pospeševalnik delcev, ki se uporablja za fizikalne eksperimente, običajno pospešuje tokove subatomskih delcev v nasprotnih smereh s hitrostmi blizu svetlobne hitrosti. Nato manipulirajo in trčijo te žarke; delci, ki sestavljajo žarke, se trčijo drug ob drugega in razpadejo. Fiziki uporabljajo posebne detektorje, da analizirajo razpadle delce in iščejo še manjše delce. Vsak nov delec, ki so ga odkrili fiziki, ponuja svet vpogleda v naravo in sestavo vse snovi.
Številni eksperimentalni trkalniki delcev, zlasti Veliki hadronski trkalnik, so povzročili zaskrbljenost nekaterih fizikov glede tveganja, ki ga takšne naprave predstavljajo ne le za vpletene znanstvenike, ampak za Zemljo kot celoto. Nekatere matematične teorije kažejo možnost, da bi pospeševalnik delcev velike moči povzročil nastanek miniaturnih črnih lukenj. Večina fizikov pa se strinja, da bi te mikro črne luknje, če bi bile proizvedene, predstavljale malo ali nič nevarnosti, saj bi se bodisi razpršile v neškodljivo Hawkingovo sevanje ali pa rasle prepočasi, da bi predstavljale kakršno koli razumno nevarnost.
Pospeševalnik delcev se komu morda zdi nekoliko primitivno orodje, ki spominja na jamske ljudi, ki skupaj trkajo kamne, da bi ugotovili, kaj je v notranjosti. Znanstveno znanje, pridobljeno s takšnimi napravami, pa je ogromno in bo verjetno še naprej, ko bodo pospeševalniki delcev postajali vse močnejši. Elektron je bil na primer odkrit z uporabo katodne cevi. Nekateri teoretizirajo, da bi delec Higgs-Bozon, če bi ga odkrili, lahko zagotovil ključ do veliko boljšega razumevanja fizičnega sveta kot celote.