質子同步加速器（PS，有時也稱為 CPS）是 CERN 的粒子加速器。 它是 CERN 的xxx臺同步加速器，于 1959 年開始運行。在很短的一段時間內，PS 是世界上能量最高的粒子加速器。 此后，它一直作為相交存儲環 (ISR) 和超級質子同步加速器 (SPS) 的預加速器，目前是大型強子對撞機 (LHC) 加速器綜合體的一部分。 除了質子，PS 還加速了 α 粒子、氧和硫原子核、電子、正電子和反質子。

今天，PS 是 CERN 加速器綜合體的一部分。 它為大型強子對撞機以及歐洲核子研究中心的許多其他實驗設施加速質子。 使用負氫離子源，離子首先在線性加速器 Linac 4 中加速到 160 MeV 的能量。然后氫離子的兩個電子都被剝離，只留下含有一個質子的原子核，質子同步注入質子 加速器助推器 (PSB)，將質子加速到 2 GeV，然后是 PS，將束流推到 25 GeV。 質子隨后被送到超級質子同步加速器，并在注入大型強子對撞機之前加速到 450 GeV。 PS 還以 72 MeV 的能量加速來自低能離子環 (LEIR) 的重離子，用于 LHC 中的碰撞。

同步加速器（如質子同步加速器）是一種循環粒子加速器，從回旋加速器演變而來，其中加速的粒子束圍繞固定路徑行進。 將粒子束彎曲到其固定路徑的磁場隨時間增加，并與粒子能量的增加同步。 當粒子圍繞固定的圓形路徑行進時，它們將圍繞其平衡軌道振蕩，這種現象稱為電子感應加速器振蕩。

在傳統的同步加速器中，循環粒子的聚焦是通過弱聚焦實現的：引導粒子圍繞固定半徑的磁場隨半徑略微減小，導致位置略有不同的粒子軌道彼此接近。 以這種方式聚焦的量不是很大，因此電子感應加速器振蕩的幅度很大。 弱聚焦需要大真空室，因此需要大磁鐵。 傳統同步加速器的大部分成本是磁鐵。 PS 是 CERN 的xxx臺加速器，它利用了交替梯度原理，也稱為強聚焦：四極磁鐵用于圍繞加速器的圓周多次水平和垂直交替聚焦。 粒子的聚焦在理論上可以變得如人們所希望的那樣強烈，而電子感應加速器振蕩的幅度則如所希望的那樣小。 最終結果是您可以降低磁鐵的成本。

一臺機器是標準型的，制造簡單、相對快速且便宜：同步回旋加速器，在 600 MeV 的質心能量下實現碰撞。 第二個設備是一個更加雄心勃勃的事業：一個比當時存在的任何其他設備都大的加速器，一個可以將質子加速到 10 GeV 能量的同步加速器——PS。

這個想法非常有吸引力，以至于放棄了對 10 GeV 同步加速器的研究，并開始了對實現新想法的機器的研究。 利用這一原理，可以用與使用弱聚焦的 10 GeV 加速器相同的成本建造 30 GeV 加速器。 然而，聚焦越強，所需的磁體對準精度就越高。 這證明了加速器建造中的一個嚴重問題。

施工期間的第二個問題是機器在稱為過渡能量的能量下的行為。 在這一點上，粒子速度的相對增加從較大變為較小，導致電子感應加速器振蕩的幅度變為零，并且光束失去穩定性。 這是通過跳躍或加速度的突然轉變解決的，其中脈沖四倍體使質子更快地穿過躍遷能級。

作為 25 GeV 能量的同步加速器，半徑為 72 米，預算為 1.2 億瑞士法郎。 選擇的聚焦強度需要一個 12 厘米寬和 8 厘米高的真空室，以及總質量約為 4000 噸的磁鐵。