Der Large Hadron Collider (LHC) ist ein hochenergetischer Teilchenbeschleuniger. Der Beschleuniger wird von der Europäischen Organisation für Kernforschung, der weltweit größten Organisation für Teilchenphysik, finanziert und führt sowohl durch Frankreich als auch durch die Schweiz. Der Large Hadron Collider ist der leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt und kann Protonen mit Energien von bis zu XNUMX Billionen Elektronenvolt sowie schwerere Teilchen wie Eisenkerne kollidieren. Es besteht die Hoffnung, dass die Experimente am Large Hadron Collider dazu beitragen können, grundlegende physikalische Fragen wie die Natur der Masse und die Existenz zusätzlicher Dimensionen zu lösen.
Der Large Hadron Collider befindet sich in einem unterirdischen kreisförmigen Tunnel mit einem Umfang von etwa 10.5 km, in dem einst ein früherer Teilchenbeschleuniger untergebracht war. Partikel werden mit hoher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen in den Tunnel eingeschossen und dann durch starke Magnetfelder beschleunigt. Die Teilchen in einem Strahl zu halten, während sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um den Tunnel zirkulieren, ist ziemlich schwierig; Für die nötige Kraft werden große, supraleitende Magnete benötigt. Wenn zwei Teilchen kollidieren, erzeugt die kinetische Energie der Teilchen eine Reihe exotischer, kurzlebiger Kollisionsprodukte.
Der Large Hadron Collider enthält sechs verschiedene Detektoren, um herauszufinden, was diese neuen Teilchen sind und wie sie sich verhalten. Viele Theorien der Teilchenphysik sagen voraus, dass der Large Hadron Collider stark genug sein wird, um neue Teilchen wie das Higgs-Boson oder supersymmetrische Partner für gewöhnliche Teilchen zu erzeugen. Wenn diese Teilchen entdeckt werden, werden sie unsere gegenwärtigen Theorien über die Struktur des Universums bestätigen; Es können auch unerwartete Teilchen auftreten, die in keiner aktuellen Theorie enthalten sind.
Es gibt Bedenken, dass der Large Hadron Collider ein Teilchen wie ein stabiles Strangelet erzeugen könnte, das in gewöhnlicher Materie eine Kettenreaktion auslösen und am Ende die Erde zerstören könnte. Es gibt keine einzige, einheitliche Theorie der Teilchenphysik, und einige Theorien deuten darauf hin, dass dies möglich ist, während andere dies vollständig ausschließen. Die Erde ist seit langem der kosmischen Strahlung ausgesetzt, die pro Teilchen weit mehr Energie hat als alles, was am Large Hadron Collider produziert wird; diese Strahlen können jedoch andere Eigenschaften haben als die Protonen, die in physikalischen Experimenten verwendet werden.