Одной из самых распространенных разновидностей ускорителей заряженных частиц, которые чаще всего применяются для получения результатов в исследовании новых видов частиц, являются циклические ускорители.

Данный вид ускорителей отличается тем, что в нем частицы в процессе реализации цикла ускорения, движутся по траекториям, которые близки к окружности. Некоторые разновидности циклических ускорителей запускают частицы по спиралевидным траекториям. Именно циклические ускорители имеют больше всего разновидностей, что обусловлено тем, что они чаще применяются и дают большие возможности для увеличения энергии частицы в разгонном цикле. Все разновидности таких ускорителей являются резонансными.

Среди главных разновидностей циклических ускорителей следует назвать микротрон, синхротрон, циклотрон и фазотрон. Единственная нерезонансная разновидность циклического ускорителя – это бетатрон.

В бетатроне ускорение частиц достигается не с помощью резонанса, а с помощью вихревого электрического поля. Но и тут движение частиц осуществляется по круговой траектории. В резонансных разновидностях ускорителей ускорение частиц достигается с помощью высокочастотного электрического поля.

Частицы приобретают дополнительное ускорение в специальных ускоряющих промежутках и за счет того, что по круговой орбите частицы возвращаются к этим ускоряющим промежуткам многократно, увеличивается их скорость и энергия.

Однако, для полноценного функционирования такого механизма разгона частиц должна соблюдаться согласованность частоты обращения частиц и частоты колебания электрического поля. Таким образом, они вступают между собой в резонанс. На каждом следующем шаге разгонного цикла частицы попадают в ускоряющий промежуток в одну и ту же равновесную фазу ускоряющего их поля, или, по крайней мере, максимально близко к этой фазе.

Использование принципа многократного ускорения с помощью небольшого электрического поля дал возможность разгонять частицы в циклических ускорителях до невероятного уровня энергии, измеряемого в сотнях ГэВ (гигаэлектронвольт) и даже до нескольких ТэВ (тераэлектронвольт).