Accensione del Large Hadron Collider presso il CERN di Ginevra.
Il Large Hadron Collider (in italiano: grande collisore di adroni, abbreviato LHC) è un acceleratore di particelle, situato presso il CERN di Ginevra e utilizzato per ricerche sperimentali nel campo della fisica delle particelle.
L'LHC è l'acceleratore di particelle più grande e potente finora realizzato. Può accelerare protoni e ioni pesanti fino al 99,9999991% della velocità della luce e farli successivamente scontrare, raggiungendo attualmente un'energia, nel centro di massa, di 7 teraelettronvolt (si prevede che agli inizi del 2013 tale energia possa arrivare a 14 teraelettronvolt). Simili livelli di energia non erano mai stati raggiunti fino ad ora in laboratorio. È costruito all'interno di un tunnel sotterraneo lungo 27 km situato al confine tra la Francia e la Svizzera, in una regione compresa tra l'aeroporto di Ginevra e i monti Giura, originariamente scavato per realizzare il Large Electron-Positron Collider (LEP). Il tunnel si trova a 100 m di profondità in media.
I componenti più importanti dell'LHC sono gli oltre 1600 magneti superconduttori raffreddati alla temperatura di 1,9 K (-271,25 °C)[2] da elio liquido superfluido che realizzano un campo magnetico di circa 8 tesla, necessario a mantenere in orbita i protoni all'energia prevista. Il sistema criogenico dell'LHC è il più grande che esista al mondo.
L'entrata in funzione del complesso, originariamente prevista per la fine del 2007, è avvenuta il 10 settembre 2008 alle ore 9:45 locali, inizialmente ad un'energia inferiore a 1 TeV.
Il 10 settembre 2008 i protoni hanno percorso per la prima volta con successo l'intero anello dell'LHC. Il 19 settembre 2008 le operazioni furono fermate a causa di un serio incidente che provocò una massiccia fuga di elio, il danneggiamento di alcuni magneti e la contaminazione dei tubi a vuoto. L'LHC ha ripreso la sua attività il 20 novembre 2009.
La macchina accelera due fasci di particelle che circolano in direzioni opposte, ciascuno contenuto in un tubo a vuoto. Questi collidono in quattro punti lungo l'orbita, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb ed ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Si tratta di enormi apparati costituiti da numerosi rivelatori che utilizzano tecnologie diverse e opereranno intorno al punto in cui i fasci collidono. Nelle collisioni vengono prodotte, grazie alla trasformazione di una parte dell'altissima energia in massa, numerosissime particelle le cui proprietà sono misurate dai rivelatori.
Tra gli scopi principali degli studi sarà cercare fra queste particelle tracce dell'esistenza del bosone di Higgs e di nuove particelle.
Il programma scientifico di LHC prevede anche la collisione tra ioni pesanti. Nel mese di novembre 2010 sono avvenute le prime collisioni fra nuclei di piombo.
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