Колла́йдер (от лат. collido – сталкивать), ускоритель заряженных частиц, в котором два пучка частиц направляют навстречу друг другу. В результате взаимодействия пучков удаётся использовать в изучаемой реакции всю кинетическую энергию частиц.

В зависимости от формы траектории частиц различают линейные коллайдеры и кольцевые коллайдеры. Последние, как правило, состоят из двух синхротронов протяжённостью несколько километров, размещённых в одном тоннеле (см. рисунок). Инжекция частиц одинакового заряда производится в противоположных направлениях в синхротроны с противоположной полярностью магнитного поля. Для ускорения разноимённо заряженных частиц (например, электронов и позитронов) используется один общий синхротрон. После ускорения частиц орбиты пучков изменяют и частицы под минимальными углами сводятся в точке встречи (одной или нескольких), где располагается установка, регистрирующая продукты реакции. Линейные коллайдеры работают на основе встречных пучков, созданных линейными ускорителями. Встречные пучки имеют невысокую (по сравнению с неподвижной мишенью) плотность, поэтому характеристики коллайдера должны обеспечивать максимальную вероятность столкновения частиц в точках пересечения их траекторий.

Важнейшей характеристикой экспериментов на коллайдере является скорость $n$ регистрации редких процессов (число регистраций за единицу времени). Она пропорциональна поперечному эффективному сечению $σ$ процесса (площади круга, внутри которого должны столкнуться частицы, чтобы произошла изучаемая реакция). Ныне сечение исследуемых процессов составляет 10^–28–10^–32 м². Величины $n$ и $σ$ связаны между собой через параметр $L,$ называемый светимостью и определяемый характеристиками коллайдера: $n = σL.$ Для кольцевого коллайдера $L = N_1N_2f/s,$ где $N_1$ и $N_2$ – число частиц в первом и втором пучках соответственно, $f$ – частота их обращения в кольцах коллайдера, $s$ – поперечная площадь столкновения пучков (её характерная величина порядка 10^–10 м²). Достигнутые значения $L$ составляют для протон-антипротонных установок около 10³⁶ м^–2·с^–1, для электрон-позитронных – около 10³⁸ м^–2·с^–1.

Величина $n$ мала; для её увеличения требуется повышение интенсивности пучков и уменьшение $s.$ Первое требование реализуется путём предварительного накопления частиц, второе – за счёт охлаждения пучков. Время жизни пучков ограничивается главным образом внутрипучковым кулоновским взаимодействием, рассеянием на остаточном газе (для уменьшения которого давление в камере понижают до 10^–8 Па) и составляет часы и сутки.

Крупнейшие коллайдеры расположены в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН, Швейцария), в Фермиевской национальной ускорительной лаборатории и Брукхейвенской национальной лаборатории (США), Исследовательском центре ускорителей высоких энергий (Япония). На Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе планируется достичь энергии частиц 14 ТэВ. См. также Адронный коллайдер.