در زمينه فیزیک ذرات بنیادی، فيزيكدانان ماشين هايي در اختيار گرفتند كه مي توانست به تقليد از تابش هاي كيهاني، منتها در شرايطي قابل كنترل تر ، پروتون ها و الكترون ها را تا انرژي هاي بالا شتاب دهد.كوشش هاي اوايل دهه ي ١٩٣٠ كه توسط جان كوككرافت و ارنست والتون از دانشگاه كمبريج، و ارنست لاورنس و استنلي ليوينگستون از دانشگاه بركلي كاليفرنيا انجام گرفت، موجب توليد نخستين پروتون هاي شتاب گرفته به دست بشر شد. انديشه هاي پيشروي آنان، موجب تولد دستگاه هاي بزرگي كه توانايي توليد ميليونها پروتون، الكترون، پيون يا كائون را در هر ثانيه داشتند، در دهه هاي ١٩٥٠ و ٦٠ شد. شتاب دهنده ذرات اتمی برای تولید انرژی زیاد هستند.عملکرد این سیستم و دستگاه براساس استفاده از میدان های الکتریکی و مغناطیسی برای شتاب دادن و کنترل ذرات باردار الکتریکی تا مرز سرعت نور است. این سیستم ها قادر هستند سرعت الکترون ها و پروتون ها را تا مرز سرعت نور شتاب دهند. وقتی ذرات تا این حد شتاب یافتند سطح انرژی آنها چند میلیون برابر می شود و دارای انرژی عظیم و فراوانی می شود. یک مثال نشان دهنده این مطلب است، به عنوان مثال شتاب دهنده پروتون در آزمایشگاه فرمی آمریکا قادر است ذرات پروتون را تا یک تریلیون الکترون ولت (Tev) شتاب دهد. یکی از جدیدترین و مدرترین شتاب دهنده ها که در سرن ساخته شده است ، شتاب دهنده ی LHC نام دارد.دانشمندان قصد دارند که با این شتاب دهنده مه بانگ را بازسازی کنند


شتاب دهنده ها به چند دسته کلی تقسیم بندی می شوند: 

شتاب دهنده های خطی 

شتاب دهنده های مداری

شتاب دهنده سیلکووترون