Il Large Hadron Collider (LHC) è un acceleratore di particelle ad alta energia. L’acceleratore è finanziato dall’Organizzazione europea per la ricerca nucleare, la più grande organizzazione mondiale di fisica delle particelle, e attraversa sia la Francia che la Svizzera. Il Large Hadron Collider è l’acceleratore di particelle più potente del mondo ed è in grado di far collidere protoni a energie fino a quattordici trilioni di elettronvolt, nonché particelle più pesanti, come i nuclei di ferro. Si spera che gli esperimenti condotti al Large Hadron Collider possano aiutare a risolvere questioni fondamentali di fisica, come la natura della massa e l’esistenza di dimensioni extra.
Il Large Hadron Collider si trova in un tunnel circolare sotterraneo con una circonferenza di circa 10.5 miglia (17 km), un tempo utilizzato per ospitare un precedente acceleratore di particelle. Le particelle vengono iniettate nel tunnel ad alta velocità in direzioni opposte, per poi essere accelerate da potenti campi magnetici. Mantenere le particelle in un raggio, mentre circolano intorno al tunnel a una velocità prossima a quella della luce, è piuttosto difficile; sono necessari grandi magneti superconduttori per fornire la forza necessaria. Quando due particelle si scontrano, l’energia cinetica delle particelle va a creare una panoplia di prodotti di collisione esotici e di breve durata.
Il Large Hadron Collider incorpora sei diversi rivelatori, con l’obiettivo di scoprire cosa sono queste nuove particelle e come si comportano. Molte teorie della fisica delle particelle prevedono che il Large Hadron Collider sarà abbastanza potente da creare nuove particelle, come il bosone di Higgs, o partner supersimmetrici di particelle comuni. Se queste particelle vengono rilevate, confermeranno le nostre attuali teorie sulla struttura dell’universo; possono anche apparire particelle inaspettate, che non fanno parte di alcuna teoria corrente.
Si teme che il Large Hadron Collider possa creare una particella, come uno Strangelet stabile, che potrebbe causare una reazione a catena nella materia ordinaria e finire per distruggere la Terra. Non esiste un’unica teoria unificata della fisica delle particelle e alcune teorie suggeriscono che ciò potrebbe essere possibile, mentre altre lo escludono del tutto. La Terra è stata a lungo esposta alla radiazione dei raggi cosmici, che ha molta più energia per particella di qualsiasi altra cosa prodotta dal Large Hadron Collider; tuttavia, questi raggi possono avere proprietà diverse rispetto ai protoni utilizzati negli esperimenti di fisica.