科学家在研究原子核的结构时，采用了高速运动的亚原子粒子去轰击原子核。早在1906年，卢瑟福就利用放射性物质释放的高速 粒子来轰击物质（ 粒子即为氦原子核）。1919年他成功地从氮原子核中打出了质子，使氮原子核变成氧原子核。然而使用天然产生的 粒子作为轰击物，有很大的局限性。带正电的 粒子与带正电的原子核相互排斥，要消耗很大的能量；而天然产生的带电粒子的能量是有限的。为了得到更高能量的带电粒子，物理学家们开始尝试设计一种产生高能量带电粒子的实验设备——加速器。我们知道电场可以使带电粒子加速，增加带电粒子的能量。