De Large Hadron Collider (LHC) is een deeltjesversneller in ontwikkeling bij CERN, 's werelds grootste organisatie gewijd aan deeltjesfysica. Een deeltjesversneller, door leken soms een "atom smasher" genoemd, is een apparaat dat subatomaire deeltjes, hadronen genaamd, met hoge snelheid voortstuwt. Machines zoals de LHC maken het mogelijk om deeltjes op te splitsen in steeds kleinere componenten in de zoektocht naar de identificatie van zogenaamde elementaire deeltjes, waaruit alle materie en energie zou kunnen voortkomen.
De LHC, die zich in het hoofdkwartier van CERN bevindt, zal volgens de planning in 2008 in bedrijf worden genomen. Verwacht wordt dat de LHC in bedrijf de omstandigheden in het heelal een fractie na de oerknal op miniatuurschaal zal nabootsen. Op die manier kan wellicht worden nagegaan wat er in de eerste fasen van de evolutie van het heelal is gebeurd. De LHC kan onder andere bewijs leveren voor meer dimensies dan de ons bekende vier (drie ruimtelijke dimensies, plus tijd).
De verwachting is dat de LHC natuurkundigen, astronomen en kosmologen zal helpen bij het beantwoorden van vragen over de aard en het ontstaan van materie, energie en het heelal. Bijvoorbeeld:
- Is antimaterie gewoon een "spiegelbeeld" van materie of is de relatie complexer?
- Waarom lijkt materie in het heelal te overheersen over antimaterie?
- Waarom zijn niet alle materie en antimaterie al lang geleden samengevoegd en is het hele heelal in energie veranderd?
- Wat is de aard van donkere materie?
- Waarom hebben slechts sommige deeltjes massa?
Bekijk een video over de Large Hadron Collider.
De LHC zal intense magnetische velden gebruiken die worden opgewekt door supergeleiding om hadronen te versnellen in een cirkelvormig pad met een omtrek van 27 kilometer (ongeveer 17 mijl). De deeltjes zullen reageren met de magnetische velden om energie te winnen bij elke omwenteling. De LHC zal protonen kunnen versnellen tot energieniveaus van ongeveer 14 TeV (triljoen elektronvolt, waarbij een triljoen gelijk is aan 10 12 ) of 2,2 x 10 -6 joule. Nuclei van loodatomen zullen worden versneld tot snelheden die voldoende zijn om botsingen te veroorzaken met energieniveaus in de buurt van 1150 TeV of 1,8 x 10 -4 joule. De elektronvolt (eV) is de hoeveelheid kinetische energie die wordt gewonnen door een elektron dat door een elektrostatisch veld gaat dat een potentiaalverschil van één volt veroorzaakt. De joule is de standaardeenheid van energie, gelijk aan een watt - seconde.