El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el acelerador de partículas más grande y poderoso del mundo. Se puso en marcha por primera vez el 10 de septiembre de 2008, y sigue siendo la última incorporación al complejo de aceleradores del CERN. El LHC consiste en un anillo de 27 kilómetros de imanes superconductores con una serie de estructuras de aceleración para impulsar la energía de las partículas a lo largo del camino.
Dentro del acelerador, dos haces de partículas de alta energía viajan a una velocidad cercana a la de la luz antes de chocar. Los haces viajan en direcciones opuestas en tubos de haz separados, dos tubos mantenidos en un vacío ultra alto. Son guiados alrededor del anillo del acelerador por un fuerte campo magnético mantenido por electroimanes superconductores. Los electroimanes están construidos a partir de bobinas de cable eléctrico especial que opera en el superconductor, conduciendo eficientemente la electricidad sin resistencia ni pérdida de energía. Esto requiere enfriar los imanes a -271,3 °C, una temperatura más fría que la del espacio exterior. Por esta razón, gran parte del acelerador está conectado a un sistema de distribución de helio líquido, que enfría los imanes, así como a otros servicios de suministro; LS1, imanes, TI2, PMI2, LHC, dipolo...
Reemplazo de uno de los imanes dipolo del LHC (Imagen: Maximilien Brice / CERN)
Se utilizan miles de imanes de diferentes variedades y tamaños para dirigir los rayos alrededor del acelerador. Estos incluyen 1232 imanes dipolos de 15 metros de longitud que doblan los haces, y 392 imanes cuadrupolos, cada uno de 5-7 metros de largo, que enfocan los haces. Justo antes de la colisión, se utiliza otro tipo de imán para "apretar" las partículas más juntas para aumentar las posibilidades de colisiones. Las partículas son tan pequeñas que la tarea de hacerlas colisionar es similar a disparar dos agujas separadas por 10 kilómetros con tanta precisión que se encuentran a mitad de camino. Todos los controles del acelerador, sus servicios e infraestructura técnica se encuentran bajo un mismo techo en el Centro de Control del CERN. Desde aquí, los haces dentro del LHC chocan en cuatro lugares alrededor del anillo del acelerador, correspondientes a las posiciones de cuatro detectores de partículas: ATLAS, CMS, ALICE y LHCb.
