シンクロトロン
2011年現在、もっとも高いエネルギーまで粒子を加速できるシンクロトロンは、CERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)であり、陽子を7TeVまで加速する事ができる。
一般にシンクロトロンのみで粒子を加速する事はなく、前段の加速器によって適当なエネルギーまで加速された粒子を入射した上で、さらに高いエネルギーへと加速するような形態で運用される。前段加速器としては、線型加速器、サイクロトロン、小型のシンクロトロンなどが用いられる。
加速粒子の比電荷によって最適な設計は異なり、特に電子シンクロトロンと陽子・重イオンシンクロトロンの間には大きな違いがある。よって一つの加速器で両方の用途に使用することは、加速エネルギーが大きくなるほど困難である。特にエネルギーフロンティア探索に用いられるような大規模なシンクロトロンでは、どちらか一方の専用設計とすることが通例である。
電子の場合、比較的小さな磁場でも容易に軌道を曲げる事ができるので、用いる電磁石(ベンディングマグネット)は小規模のもので間に合う一方、比較的低いエネルギーでも速度が速く、シンクロトロン放射によるエネルギー損失が大きいため常に大きな力で加速しなければ電子のエネルギーを保つ事が出来ない。一方、陽子や重イオンを加速する場合、シンクロトロン放射の影響が比較的小さく、比較的小さな加速でも粒子のエネルギーを維持できるが、粒子の軌道を曲げるためには大きな磁場を必要とし、大掛かりな超伝導電磁石などを使用する必要がある。
シンクロトロンは従来の線型加速器やサイクロトロンでは実現が困難な高エネルギーの粒子ビームを実現できる事から、素粒子実験等の高エネルギー物理学実験で広く用いられてきた。2007年現在で稼動している高エネルギー衝突実験用加速器はすべてシンクロトロンである。運転を終了したものも含め、代表的な高エネルギー実験用加速器としてはCERNのLEPおよびLHC、米国フェルミ研究所のテバトロン、米国ブルックヘブン国立研究所のRHIC、高エネルギー加速器研究機構のトリスタン/Bファクトリーなど。
ただし、電子シンクロトロンに関してはシンクロトロン放射が大きいため、より高エネルギーの加速器を設計する事が難しく、次世代の高エネルギー電子コライダーとして、大型の線型加速器を建設する事となった。