如图所示，粒子从回旋加速器中心注入，通过D型盒狭缝进行加速。由于粒子每次经过D型盒狭缝都会加速，因此在固定的磁场作用下每一圈半径都会变大，运动轨迹也就形成了螺旋线轨道。
随后，为了满足核物理和粒子物理的实验要求，经典的回旋加速器又进行了一系列升级，比如改进成带有螺旋角的扇聚焦回旋加速器。这里的“聚焦”可以这样理解：我们可以把粒子束想象成一束平行的太阳光，通过一种透镜（在这里是带有梯度的磁场）作用把它汇聚成更小更耀眼的光点，这样就能提高粒子在材料中的碰撞效率。
上世纪70年代以来，作为扇聚焦回旋加速器的合理拓展，科学家们又研制了分离扇回旋加速器，进一步提高了加速所需的电压，提升了运行效率。尤其在当时，为了适应重离子物理研究的需要，分离扇回旋加速器是一个非常不错的选择。
看看中国科学院近代物理研究所于1988年建成的分离扇回旋加速器，是不是挺像被切好的四块蛋糕？
环型加速器——怎么指挥粒子跑圈？
在《三体》中，刘慈欣老师还设想了这样一种环日加速器：
太空中没有空气，使得环日加速器成为了可能。工程师们无需建造整体管道，只需要建立一些环绕太阳的中继加速线圈就能够组建一个前所未有的环日加速器。这个加速器预计能够真正将粒子加速到宇宙大爆炸时的创世能量。但即使是这样，工程师们也需要建造三千两百个加速线圈，并将它们精确地运到环日轨道上，每个加速线圈相隔一百五十万千米。
这个宏伟构想其实就对应了我们要提到的第三种加速器——环型加速器。无独有偶，大物理学家费米曾经也提出过“环球加速器”的设想，这种加速器也是基于环型加速器而言的。
1952年，美国布鲁克海文国家实验室的列文斯通（另一位加速器大佬）打破传统加速器的聚焦结构（一周都是相同聚焦的结构，即弱聚焦同步加速器），将具有聚焦作用和散焦作用的磁铁交替排列（即聚焦-散焦-聚焦-散焦-…），结果竟然出乎意料的好（总的效果是聚焦的）！但是列文斯通对这个结果心存怀疑，就请同事考兰特做了计算。考兰特重新研究了该结果，并与施耐德等人在此基础上提出了交变梯度聚焦的原理，也叫做强聚焦原理。强聚焦原理与自动稳相原理后来成为现代加速器的两大基石。
