Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules du monde. Il est aussi la dernière machine à être venue enrichir le complexe d’accélérateurs du CERN : son démarrage a eu lieu le 10 septembre 2008. Cet anneau de 27 kilomètres est jalonné d’aimants supraconducteurs, associés à des structures accélératrices qui augmentent l’énergie des particules qui y sont propulsées.

Dans l'accélérateur, deux faisceaux de particules de haute énergie circulent à une vitesse proche de celle de la lumière avant d'entrer en collision. Les faisceaux se déplacent dans des directions opposées, dans des tubes distincts placés sous ultravide. Un puissant champ magnétique généré par des électroaimants supraconducteurs les guide tout au long de leur parcours dans l’accélérateur. Ces aimants sont composés de bobines d’un câble électrique spécial qui, parce qu’il est à l’état supraconducteur, conduit l’électricité sans la moindre résistance ni perte d’énergie. Le secret derrière cette performance ? Les aimants sont maintenus à moins 271,3 °C, une température plus basse que celle de l’espace intersidéral. Aussi une grande partie de l’accélérateur est-elle reliée à un système de distribution d’hélium liquide, qui refroidit les aimants, et alimentée par d’autres services.

Des milliers d’aimants de nature et de taille différentes guident les faisceaux le long de l’accélérateur. On utilise notamment 1232 aimants dipolaires (de 15 mètres de long) pour courber les faisceaux et 392 aimants quadripolaires (de 5 à 7 mètres de long) pour concentrer les faisceaux. Juste avant la collision, un autre type d’aimant vient resserrer les particules et augmenter la probabilité des collisions. Réaliser une collision entre des particules aussi minuscules exige une précision comparable à celle qu’il faudrait pour faire se percuter deux aiguilles lancées à 10 km de distance.

Toutes les commandes de l’accélérateur, ses services et son infrastructure technique sont regroupés au Centre de contrôle du CERN. C’est à partir de là que les faisceaux du LHC sont guidés pour entrer en collision en quatre points de l'anneau où se situent quatre détecteurs de particules – ATLAS, CMS, ALICE et LHCb.