El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el colisionador de partículas más grande y de mayor energía del mundo. Fue construido por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) entre 1998 y 2008 en colaboración con más de 10.000 científicos y cientos de universidades y laboratorios, así como de más de 100 países. Se encuentra en un túnel de 27 kilómetros (17 millas) de circunferencia y una profundidad de 175 metros (574 pies) debajo de la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra.

Las primeras colisiones se lograron en 2010 con una energía de 3,5 teraelectronvoltios (TeV) por haz, unas cuatro veces el récord mundial anterior. Después de las actualizaciones, alcanzó los 6,5 TeV por haz (energía de colisión total de 13 TeV, el récord mundial actual). A fines de 2018, se cerró durante tres años para realizar más actualizaciones.

El colisionador tiene cuatro puntos de cruce donde chocan las partículas aceleradas. Siete detectores, cada uno diseñado para detectar diferentes fenómenos, están colocados alrededor de los puntos de cruce. El LHC colisiona principalmente con haces de protones, pero también puede acelerar haces de iones pesados: las colisiones de plomo-plomo y las colisiones de protón-plomo se realizan normalmente durante un mes al año.

El objetivo del LHC es permitir que los físicos prueben las predicciones de diferentes teorías de la física de partículas, incluida la medición de las propiedades del bosón de Higgs, la búsqueda de la gran familia de nuevas partículas predichas por las teorías supersimétricas y otras cuestiones no resueltas en la física de partículas.

El bosón de Higgs, a veces llamado partícula de Higgs, es una partícula elemental en el modelo estándar de la física de partículas producida por la excitación cuántica del campo de Higgs, uno de los campos en la teoría de la física de partículas. En el modelo estándar, la partícula de Higgs es un bosón escalar masivo con espín cero, paridad uniforme (positiva), sin carga eléctrica y sin carga de color, que se acopla a (interactúa con) la masa. También es muy inestable y se descompone en otras partículas casi de inmediato.

El campo de Higgs es un campo escalar, con dos componentes neutros y dos con carga eléctrica que forman un doblete complejo de la simetría SU(2) de isospín débil. Su potencial "en forma de sombrero mexicano" tiene un valor distinto de cero en todas partes (incluido el espacio vacío), lo que rompe la simetría de isospín débil de la interacción electrodébil y, a través del mecanismo de Higgs, da masa a algunas partículas.

Tanto el campo como el bosón llevan el nombre del físico Peter Higgs, quien en 1964 junto con otros cinco científicos en tres equipos, propuso el mecanismo de Higgs, una forma en que algunas partículas pueden adquirir masa. (Todas las partículas fundamentales conocidas en ese momento deberían carecer de masa a energías muy altas, pero explicar completamente cómo algunas partículas ganan masa a energías más bajas había sido extremadamente difícil). Si estas ideas fueran correctas, también debería existir una partícula conocida como bosón escalar. , con ciertas propiedades. Esta partícula se llamó bosón de Higgs y podría usarse para probar si el campo de Higgs era la explicación correcta.

Después de una búsqueda de 40 años, los experimentos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN cerca de Ginebra, Suiza, descubrieron una partícula subatómica con las propiedades esperadas en 2012. Posteriormente se confirmó que la nueva partícula coincidía con las propiedades esperadas de un bosón de Higgs. Los físicos de dos de los tres equipos, Peter Higgs y François Englert, recibieron el Premio Nobel de Física en 2013 por sus predicciones teóricas. Aunque el nombre de Higgs se ha asociado con esta teoría, varios investigadores entre 1960 y 1972 desarrollaron de forma independiente diferentes partes de la misma.

En los principales medios de comunicación, el bosón de Higgs a menudo se ha llamado la "partícula de Dios" del libro de 1993 The God Particle del premio Nobel Leon Lederman, aunque el apodo es

no respaldado por muchos físicos.