„Atom-Smasher“ ist ein umgangssprachlicher Begriff für einen Teilchenbeschleuniger, ein Gerät, das Elementarteilchen (Protonen, Elektronen und ineinander mit erheblichen Bruchteilen der Lichtgeschwindigkeit ineinander beschleunigt, um ihren inneren Aufbau zu untersuchen. Physiker bauen Teilchenbeschleuniger seit 1931 , als im Berkeley Radiation Laboratory in Berkeley, Kalifornien, ein 9-Zoll-Zyklotron-Atomzertrümmerer gebaut wurde. Teilchenbeschleuniger sind wichtige Werkzeuge von Physikern, um die Struktur von Raum, Zeit und Materie zu untersuchen. Anstatt den Weltraum wie Teleskope zu erforschen, Beschleuniger erforschen den „inneren Raum“ des Atoms.
Der neueste und größte Atomsmasher ist der 5 Milliarden US-Dollar schwere Large Hadron Collider (LHC) unterhalb der französisch-schweizerischen Grenze in der Nähe von Genf in der Schweiz. Dieses Gerät, eines der teuersten und größten jemals gebauten technologischen Konstrukte, liegt in einem Tunnel mit 27 km Umfang und bis zu 17 m unter der Erde. Es beschleunigt Teilchen auf bis zu 175% der Lichtgeschwindigkeit und zerschmettert sie mit einer Energie, die viele Milliarden Mal höher ist als bei typischen Teilchen in der Luft oder der Erde, die aufgrund thermischer Anregung miteinander kollidieren. Die Stoßenergie in einem Teilchenbeschleuniger wird in Elektronenvolt angegeben, was angibt, wie viele Elektronenäquivalente die Stoßenergie hat.
Atomzertrümmerer wurden in der Vergangenheit gebaut, um Fragen wie „Wie verhält sich Antimaterie?“ zu beantworten. „Welche kleineren Teilchen bilden das Atom?“ „Was sind die genauen Eigenschaften der Kräfte zwischen und in diesen Atomen?“ und „Welche fundamentalen Teilchen existieren?“ Mit einem Atomzertrümmerer haben Physiker viel über die grundlegende Struktur der Materie gelernt, die in zahlreichen technologischen Bereichen Anwendung finden kann, einschließlich unseres Verständnisses der Kernenergie und der Herstellung maximal effizienter Solarzellen.
Der modernste Atomsmasher, der LHC, wurde gebaut, um Fragen zu beantworten wie: „Wie erhalten Teilchen ihre Masse?“, „Sind Elektromagnetismus und die starken und schwachen Kernkräfte verschiedene Manifestationen derselben zugrunde liegenden Kraft?“, „Warum ist die Schwerkraft“ so schwach im Vergleich zu den anderen fundamentalen Naturkräften?“, „Warum gibt es offensichtliche Verletzungen der Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie?“ und „Was ist Dunkle Materie und Dunkle Energie?“ Diese Fragen verwirren viele Physiker und stehen an vorderster Front. Nur mit diesen riesigen Teilchenbeschleunigern können Physiker Bedingungen nachbilden, wie das Universum einen Bruchteil einer Sekunde nach dem Urknall existierte, und so Licht in diese schwierigen Fragen bringen.