Ο παγκοσμίως μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων LHC βρίσκεται σε ένα κυκλικό τούνελ περιφέρειας 27 χιλιομέτρων και σε βάθος περίπου 100 μέτρων κάτω από τη γη, λίγο έξω από τη Γενεύη της Ελβετίας. Αντικαθιστά τον επιταχυντή LEP και χρησιμοποιεί συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων αντί ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Σκοπός των ιστοσελίδων αυτών είναι να σου επιτρέψουν να αναγνωρίσεις μερικά από τα ενδιαφέροντα γεγονότα που έχουμε παρατηρήσει στον LEP και στον LHC.

Ένα απλό παράδειγμα μιας σύγκρουσης μεταξύ σωματιδίων φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Το σχήμα δείχνει ένα ηλεκτρόνιο (e^-) και ένα ποζιτρόνιο (e⁺). Το ποζιτρόνιο είναι το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου. Στον επιταχυντή, δέσμες ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων επιταχύνονται σε μεγάλες ενέργειες με αντίθετες κατευθύνσεις ώστε να συγκρούονται. Στο σχήμα ένα e^-  και ένα e⁺ συγκρούονται και παράγουν ένα σωματίδιο Z⁰.  Επειδή τα αρχικά  e^-  και  e⁺ έχουν ίσες (κατά μέτρο) και αντίθετες ορμές, το σωματίδιο Z⁰ δεν έχει ορμή και έτσι είναι ακίνητο. Mετά από ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα (γύρω στα  10^-25 s), το σωματίδιο Z⁰ διασπάται και παράγει ένα μιόνιο (µ^-) και ένα αντιμιόνιο (µ⁺). Τα δύο αυτά σωματίδια απομακρύνονται μεταξύ τους αντιδιαμετρικά, ή, όπως πολύ εύγλωττα αναφέρεται, "πλάτη με πλάτη"
Μια σύγκρουση πρωτονίου-πρωτονίου μοιάζει πολύ με αυτήν την αντίδραση.

Το σημείο που παράγεται το σωματίδιο Z⁰ περιβάλλεται από ανιχνευτές που μας επιτρέπουν να "δούμε" τα σωματίδια που παράγονται κατά την διάσπαση του Z⁰ .

Είναι χρήσιμο να ομαδοποιούμε τα διάφορα στοιχειώδη σωματίδια. Η πρώτη ομάδα είναι τα "λεπτόνια".

Πέρα από το ηλεκτρόνιο και το μιόνιο που συναντήσαμε προηγουμένως, υπάρχει και τρίτο μέλος με ηλεκτρικό φορτίο: το σωματίδιο ταυ (τ). Κάθε ένα από τα τρία αυτά σωματίδια έχει ένα σύντροφο που ονομάζεται "νετρίνο". Τα νετρίνα είναι ηλεκτρικά αφόρτιστα και μπορούν να κινούνται για μεγάλες αποστάσεις χωρίς να αλληλεπιδρούν με την ύλη. Δεν αφήνουν ίχνη στους ανιχνευτές αλλά, μερικές φορές μπορούμε να συμπεράνουμε ότι κάποιο νετρίνο παρήχθηκε και πέρασε από τον ανιχνευτή (θα δούμε το σημείο αυτό αργότερα).

Το "ανω" και "κάτω" κουάρκ αποτελούν συστατικά των πρωτονίων και νετρονίων (τα οποία με τη σειρά τους συγκροτούν τον πυρήνα του ατόμου). Τα βαρύτερα κουάρκ δεν παρατηρούνται αλλά μπορούν να παραχθούν στους επιταχυντές ή στις αλληλεπιδράσεις κοσμικών ακτίνων με την ανώτερη ατμόσφαιρα.

Στα επόμενα κεφάλαια θα ξεκινήσουμε την περιγραφή των ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή των διαφόρων σωματιδίων που εμφανίζονται στα πειράματα. Μετά, θα εξηγήσουμε πώς γίνεται η ταυτοποίηση των σωματιδίων στα γεγονότα  χρησιμοποιώντας συγκεκριμένα παραδείγματα. Σε κάθε στάδιο αυτής της διαδικασίας θα μπορείς να δοκιμάζεις και εσύ να επεξεργαστείς γεγονότα.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα στοιχειώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους δες εδώ.

Κάνε κλικ εδώ για να προχωρήσεις στο επόμενο κεφάλαιο: "Ο ανιχνευτής και πώς να κατανοήσεις μία εικόνα γεγονότος"

Πίσω στη βασική σελίδα με τα περιεχόμενα