Das Synchrotron wurde 1945 fast gleichzeitig vom amerikanischen Physiker E.M. Mc Millan und vom sowjetischen Physiker V.I. Veksler erfunden und hat sich zu dem am häufigsten verwendeten Beschleuniger entwickelt. Mit ihm lassen sich Elektronen inzwischen auf Energien von 97 GeV bringen. 2007 soll der LHC, der Large Hadron Collider, am CERN in Betrieb gehen. Mit ihm lassen sich Energien im Bereich von TeV erreichen.
Abb.1. Schematischer Aufbau des Synchrotrons
Die Teilchen werden durch mehrere Ablenkmagnete auf eine kreisförmige Bahn gelenkt. Zur Fokussierung der Teilchen auf ihre Bahn werden Fokussierungsmagnete in regelmäßigen Abständen eingefügt. Die Beschleunigung erfolgt auf geraden Beschleunigungsstrecken zwischen den Magneten. Sie werden von den Teilchen auf Grund der Kreisbahn mehrfach durchlaufen. Durch Injektionsmagnete werden die ,meist durch einen Linearbeschleuniger vorbeschleunigten, Teilchen in den Ring eingespeist. Haben die Teilchen ihre Endenergie erreicht, können sie durch einen Ejektionsmagneten aus dem Ring herausgelenkt werden. Da die Teilchenbahn durch den Aufbau des Synchrotrons festgelegt ist, erfordert die Erhöhung der Teilchenenergien eine synchrone Erhöhung der Magnetfeldstärke der Ablenkmagneten. Daraus folgt die Bezeichnung Synchrotron.