تصور کنید زمانی که در حال چرخاندن یک چرخ و فلک هستید، جرم کودکانی که سوار بر آن هستند افزایش می‌یابد.
مثلا فرض کنید که کودکان جدیدی رفته رفته سوار بر آن می‌شوند. هرقدر جرم این کودکان بیشتر شود، حرکت چرخ و فلک آهسته‌تر می‌شود (فرکانس چرخش آن کاهش می‌یابد). دست شما در هر بار که نیرویی به چرخ و فلک وارد می‌کنید، یک حرکت رفت و برگشتی دارد. با کاهش سرعت چرخ و فلک در نتیجه‌ی افزایش جرم، شما به ناچار دفعات رفت و برگشت دست خود (فرکانس دستتان) را کاهش می‌دهید تا متناسب با فرکانس چرخش، به آن نیرو وارد کنید. اما راه حل دیگری نیز وجود دارد، اینکه متناسب با افزایش جرم، هر بار نیروی بیشتری به چرخ و فلک وارد کنید، بدون اینکه فرکانس دست خود (دفعات رفت و برگشت دستتان) را تغییر دهید.
یکی از پیش‌بینی‌های نسبیت خاص، افزایش جرم در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور است.
در یک سیکلوترون، همانند این چرخ و فلک، جرم ذرات رفته رفته و با افزایش سرعت و نزدیک شدن به سرعت نور، افزایش می‌یابد. دو حالت گفته شده برای غلبه بر افزایش جرم در مثال چرخ و فلک، مشابه دو نوع طراحی مختلف سیکلوترون است: حالت اول. سینکروسیکلوترون‌ها Synchrocycltrons حالت دوم. سینکروترون‌ها Synchrotron. در سینکروسیکلوترون‌ها، با افزایش جرم ذرات و در نتیجه کاهش فرکانس چرخش آن‌ها، فرکانس میدان را کاهش می‌دهند.
اما در سینکروترون‌ها، همزمان با افزایش جرم ذرات، مقدار میدان مغناطیسی را افزایش می‌دهند تا فرکانس ثابت باقی بماند.
در سینکروترون‌ها، ذرات در یک شعاع ثابت می‌چرخند. هرچقدر این شعاع بیشتر باشد، انرژی بیشتری قابل دستیابی است. بزرگترین سینکروترون جهان، مربوط به سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای CERN، در مرز سوییس و فرانسه قرار داشته و برخورددهنده‌ی بزرگ هادرونی یا LHC نام دارد که شعاع آن ۴/۳ کیلومتر بوده و طول آن (محیط دایره) ۲۷ کیلومتر طول است. همچنین Tevatron، سینکروترون بزرگ دیگری به شعاع یک کیلومتر است که متعلق به آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده‌ی فرمی یا Fermilab در ایلینوی و نزدیک شیکاگو در ایالات متحده ساخته شده است.
پی‌نوشت: منظور از چرخ و فلک در تمام متن همان merry-go-round است.