Linearni akcelerator je uređaj koji ubrzava materiju do velike brzine pomičući je niz linearni put s elektromagnetskim poljima. Pojam se najčešće koristi za označavanje linearnog akceleratora čestica ili linac, koji ubrzava atome ili subatomske čestice. “Linearni akcelerator” se također može odnositi na uređaje koji koriste elektromagnetizam za pokretanje većih objekata, kao što su coilguns i railguns. Linearni akceleratori čestica obično se koriste u medicini, industriji i znanstvenim eksperimentima, a elektromagnetski akceleratori za veće objekte mogu imati buduće primjene u svrhe poput putovanja u svemir i oružja.
Linearni akcelerator čestica ispaljuje magnetski nabijene čestice. To mogu biti cijeli nabijeni atomi, nazvani ioni, ili subatomske čestice kao što su protoni i elektroni. Prvo, čestica koju treba ubrzati generira se elektromagnetskim uređajem kao što je katoda ili izvor iona i pušta se u vakuumsku komoru u obliku cijevi obloženu elektrodama. Elektrode se zatim pokreću kako bi stvorile oscilirajuća magnetska polja koja daju energiju čestici i ubrzavaju je niz cijev prema meti uređaja. Precizan raspored elektroda unutar cijevi, snaga i frekvencija energije koja se šalje u elektrode i veličina elektroda variraju ovisno o česticama koje se ubrzavaju i namjeni uređaja.
Jednostavan i vrlo čest primjer je katodna cijev, koja se obično koristi u televizorima, monitorima i drugim tehnologijama prikaza. Katodna cijev tjera elektrone niz cijev sve dok ne udare u čvrstu metu na kraju cijevi izrađenu od luminiscentnih materijala koji se nazivaju fosfori, koji su obično metalni sulfidni spojevi. To uzrokuje da se dio energije elektrona oslobađa kao emisija elektromagnetske energije u valnim duljinama koje ljudsko oko detektira kao vidljivu svjetlost. Rendgenski strojevi koji se koriste u medicini i biološkim istraživanjima slijede sličan princip, ispaljuju struje elektrona u bakar, molibden ili volfram kako bi proizveli rendgenske emisije koje se mogu koristiti za snimanje ili, uz moćnije uređaje, radioterapiju.
Linearni akceleratori čestica također se koriste u znanstvenim istraživanjima. Mali uređaji se često koriste za snimanje u biološkim i arheološkim istraživanjima. Linearni akceleratori koji se koriste za istraživanja uvelike se razlikuju po veličini i mogu doseći doista kolosalne dimenzije zbog iznimno visokih razina energije potrebnih za proizvodnju nekih od fenomena koji se proučavaju u modernoj fizici. Najveći linearni akcelerator čestica na Zemlji, smješten u Nacionalnom akceleratorskom laboratoriju SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) u Menlo Parku u Kaliforniji, dug je dvije milje.
Također se koriste u nekim industrijskim procesima. Neki silicijski čipovi koji se koriste u modernoj elektronici proizvedeni su u procesu koji uključuje akceleratore koji pokreću cijele nabijene atome umjesto subatomskih čestica, omogućujući vrlo precizno postavljanje atoma tijekom proizvodnje. Ubrzivači se također mogu koristiti za implantaciju iona u površinu materijala kao što je čelik, mijenjajući strukturu materijala kako bi bio otporniji na pukotine, kemijsku koroziju.
Pojam “linearni akcelerator” također se ponekad koristi za uređaje koji pokreću veće objekte na sličan način, koristeći elektromagnetizam za ubrzavanje projektila duž ravnog puta. Oni rade tako što struju provlače ili kroz metalnu zavojnicu omotanu oko cijevi uređaja, dizajn koji se naziva coilgun, pokretač mase ili Gaussov pištolj, ili kroz par metalnih tračnica postavljenih paralelno jedna s drugom, koja se naziva railgun. Predmet izrađen od feromagnetskog materijala, kao što je željezo, može se ubrzati niz cijev uređaja pomoću magnetskih polja proizvedenih električnim strujama pravilnog vremena. Coilguns su predloženi kao mogući način lansiranja tereta sa Zemljine površine u svemir, a istražuju se i coilgun i railguns kao moguća oružja.