Pospeševalnik delcev je fizikalna naprava, ki uporablja električna polja za pospeševanje nabitih delcev do ogromnih hitrosti, včasih pomembnih delčkov svetlobne hitrosti. Pogosti delci, ki jih lahko najdemo v pospeševalnikih delcev, vključujejo protone in elektrone, gradnike atoma.
Pospeševalnik delcev se uporablja za opazovanje obnašanja majhnih delcev pri visokih hitrostih in energijah, pa tudi za bolj vsakdanje namene, kot je ustvarjanje določene vrste elektromagnetnega sevanja. Pospeševalniki delcev se pogosto uporabljajo za razbijanje delcev drug ob drugega pri zelo visokih hitrostih, kar razkriva njihove temeljnejše komponente. Generator rentgenskih žarkov in televizijski sprejemnik sta običajna primera pospeševalnikov delcev z enako osnovno zasnovo kot njihova večja bratranca, ki se uporabljata v eksperimentih s fiziko visokih energij. Pospeševalnik delcev spada v eno od dveh kategorij: krožni ali linearni.
V krožnem pospeševalniku delcev se delci pospešujejo v neprekinjeni krožni poti. Prednost te razporeditve je, da lahko delce večkrat usmerimo v krog, pri čemer prihranimo strojno opremo. Slaba stran je, da delci v krožnih pospeševalnikih oddajajo elektromagnetno sevanje, imenovano sinhrotronsko sevanje. Ker jih njihov zagon nenehno spodbuja, da odletijo po poti, ki je tangencialna na krog, je treba energijo nenehno porabljati, da ostanejo na krožni poti, kar pomeni, da so krožni pospeševalniki delcev manj učinkoviti. V velikih pospeševalnikih je sinhrotronsko sevanje tako intenzivno, da mora biti celoten pospeševalnik zakopan pod zemljo, da se ohranijo varnostni standardi. Pospeševalnik delcev Fermilab v Illinoisu ima krožno pot 4 milje (6.43 km).
Linearni pospeševalniki streljajo delce v ravni črti na fiksno tarčo. Katodna cev v vašem televizorju je nizkoenergijski pospeševalnik delcev, ki sproži fotone v območju vidne svetlobe na stekleno ploščo, zaslon. Tok fotonov se nenehno preusmerja, da napolni zaslon s slikovnimi pikami. Ta preusmeritev se zgodi dovolj hitro, da izmenični tok fotonov zaznamo kot neprekinjeno sliko.
Visokoenergetski linearni pospeševalniki ali linaki se uporabljajo v fizikalnih aplikacijah. Niz plošč izmenično privlači in odbija nabite delce, ki se premikajo skozi njih, vleče delce naprej, ko še niso mimo nje, in jih odriva, potem ko so. Na ta način je mogoče uporabiti izmenična električna polja za pospeševanje tokov delcev na zelo visoke hitrosti in energije. Fiziki uporabljajo te pospeševalnike za simulacijo eksotičnih pogojev, kot so tisti v središču zvezd ali blizu začetka vesolja. Živalski vrt delcev, ki ga opisuje standardni model fizike delcev, je bil postopoma odkrit v poskusih s pospeševalnikom delcev. Največji linearni pospeševalnik delcev je Stanfordski linearni pospeševalnik z dolžino 2 milje (3.2 km).