A Nagy Hadronütköztető Gyűrű elsődleges célja, hogy felfedezze a Higgs-bozont, amely részecske a közvetítője a Higgs-térnek, és felelős a többi részecske tömegéért. Nélküle 13,7 milliárd évvel ezelőtt, az ősrobbanás után uralkodó káoszban a szerteszét lévő részecskékből nem alakulhattak volna ki a galaxisok, a csillagok és a bolygók. Az „isteni részecske” létét Peter Higgs jósolta meg 1964-ben. Az angol fizikus úgy gondolta, hogy a kérdéses részecske betölti a természet alapvető működését leíró standard modell hiányzó elemét, melyet az 1980-as évektől keresnek a tudósok.
Tavaly júliusban a CERN fizikusai bejelentették, hogy nagy valószínűséggel meglelték a hiányzó láncszemet, és a további vizsgálatok elemzése során még erősebb a gyanú, hogy tényleg megtalálták. A CERN munkatársai reménykednek, hogy a most felfedezett Higgs-bozon valamiféle bizonyítékot szolgáltat például a szuperszimmetria elméletére, ami szerint minden ismert részecskének létezik egy úgynevezett szuperpartnere. Ezek fontos összetevői lehetnek a világegyetem 25 százalékát kitöltő sötét anyagnak, a sötét energiának. Persze még részletesebben meg kell határozniuk az új részecske összes tulajdonságát, és időbe telik, míg megértik valódi kilétét.
A részecskegyorsítók elektromosan töltött szubatomi részecskéket, atommagokat, ionokat gyorsítanak fel, elektromos és mágneses tereket használva fel arra, hogy a megfelelő pályán tudják tartani a részecskéket, miközben egyre több energiát adnak át nekik. Ma már a legtöbb részecskefizikai kísérlet hatalmas és igen drága részecskegyorsítók alkalmazására épül, mivel csak ilyen berendezésekkel lehet a részecskéket olyan közel juttatni egymáshoz, hogy kölcsönhatásba lépjenek. Ezeknek a kísérleteknek a haszna az Univerzum ősanyagának megismerése.
Ma úgy tartjuk, hogy az anyag minden változata 6 kvark és 6 lepton, valamint antirészecske párjaik alapján jön létre. Az anyagnak tehát vannak alapvető építőelemei, amelyeket meggyőző kísérletek támasztanak alá, de csak óriási energiájú ütközések alakalmával lehet ezeket az alapvető elemeket felszabadítani. A legnagyobb tudományos eredmény az lesz, ha bizonyíthatóan felfedezik a Higgs-bozont, az egyetlen alapvető részecskét.
Ezek a részecskegyorsítók a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriumában találhatók CERN-ben, amely a francia-svájci határon helyezkedik el, Genftől kissé északra. Itt kezdte meg munkásságát a Nagy Hadronütköztető Gyűrű 2008-ban. A gyűrűben több előgyorsító fokozat után véglegesen 7 TeV‑es energiájukra gyorsulnak fel a protonok, illetve időszakonként ólomionok mindkét forgási irányban, majd a protonnyalábok több órán keresztül keringenek egymással szemben. A gyorsító kerületén található detektorok közepén az egymással szemben keringő protonnyalábok pályáját úgy módosítják, hogy ott proton-proton ütközések történjenek.
