O Large Hadron Collider (LHC) é o maior colisor de partículas do mundo e de maior energia. Foi construído pela Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) entre 1998 e 2008 em colaboração com mais de 10.000 cientistas e centenas de universidades e laboratórios, além de mais de 100 países. Encontra-se em um túnel de 27 quilômetros (17 milhas) de circunferência e tão profundo quanto 175 metros (574 pés) abaixo da fronteira FrançaSuíça, perto de Genebra.

As primeiras colisões foram alcançadas em 2010 a uma energia de 3,5 teraelectronvolts (TeV) por feixe, cerca de quatro vezes o recorde mundial anterior. Após atualizações, atingiu 6,5 TeV por feixe (13 TeV de energia total de colisão, o atual recorde mundial). No final de 2018, foi fechado por três anos para novas atualizações.

O colisor tem quatro pontos de cruzamento onde as partículas aceleradas colidem. Sete detectores, cada um projetado para detectar fenômenos diferentes, são posicionados em torno dos pontos de cruzamento. O LHC colide principalmente feixes de prótons, mas também pode acelerar feixes de íons pesados: colisões de chumbo-chumbo e colisões de próton-chumbo são normalmente realizadas durante um mês por ano.

O objetivo do LHC é permitir que os físicos testem as previsões de diferentes teorias da física de partículas, incluindo a medição das propriedades do bóson de Higgs em busca da grande família de novas partículas previstas por teorias supersimétricas e outras questões não resolvidas em física de partículas.

O bóson de Higgs, às vezes chamado de partícula de Higgs, é uma partícula elementar no Modelo Padrão da física de partículas produzida pela excitação quântica do campo de Higgs, um dos campos da teoria da física de partículas. No Modelo Padrão, a partícula de Higgs é um bóson escalar maciço com spin zero, paridade par (positiva), sem carga elétrica e sem carga de cor, que se acopla (interage com) massa. Também é muito instável, decaindo em outras partículas quase imediatamente.

O campo de Higgs é um campo escalar, com dois componentes neutros e dois eletricamente carregados que formam um complexo dupleto da fraca simetria de isospin SU(2). Seu potencial "em forma de chapéu mexicano" tem um valor diferente de zero em todos os lugares (incluindo o espaço vazio), o que quebra a fraca simetria isospin da interação eletrofraca e, através do mecanismo de Higgs, dá massa a algumas partículas.

Tanto o campo quanto o bóson têm o nome do físico Peter Higgs, que em 1964, juntamente com outros cinco cientistas em três equipes, propôs o mecanismo de Higgs, uma maneira pela qual algumas partículas podem adquirir massa. (Todas as partículas fundamentais conhecidas na época deveriam ser sem massa em energias muito altas, mas explicar completamente como algumas partículas ganham massa em energias mais baixas era extremamente difícil.) Se essas idéias estivessem corretas, uma partícula conhecida como bóson escalar também deveria existir. , com certas propriedades. Essa partícula foi chamada de bóson de Higgs e poderia ser usada para testar se o campo de Higgs era a explicação correta.

Após uma busca de 40 anos, uma partícula subatômica com as propriedades esperadas foi descoberta em 2012 pelos experimentos ATLAS e CMS no Large Hadron Collider (LHC) no CERN perto de Genebra, na Suíça. A nova partícula foi posteriormente confirmada para corresponder às propriedades esperadas de um bóson de Higgs. Físicos de duas das três equipes, Peter Higgs e François Englert, receberam o Prêmio Nobel de Física em 2013 por suas previsões teóricas. Embora o nome de Higgs tenha sido associado a essa teoria, vários pesquisadores entre 1960 e 1972 desenvolveram independentemente diferentes partes dela.

Na grande mídia, o bóson de Higgs tem sido frequentemente chamado de "partícula de Deus" do livro de 1993 The God Particle do Prêmio Nobel Leon Lederman, embora o apelido seja

não endossado por muitos físicos.