”Atom smasher” är en vardagsterm för en partikelaccelerator, en anordning som accelererar elementarpartiklar (protoner, elektroner och in i varandra med betydande bråkdelar av ljusets hastighet för att undersöka deras inre sammansättning. Fysiker har byggt partikelacceleratorer sedan 1931 , när en 9-tums cyklotronatomkrossare byggdes vid Berkeley Radiation Laboratory i Berkeley, Kalifornien. Partikelacceleratorer är nyckelverktyg som används av fysiker för att undersöka strukturen av rymd, tid och materia. Istället för att utforska yttre rymden som teleskop, partikel acceleratorer utforskar atomens ”inre rymd”.
Den senaste och bästa atomkrossaren är Large Hadron Collider (LHC) på 5 miljarder USD under den fransk-schweiziska gränsen nära Genève, Schweiz. Den här enheten, som är en av de dyraste och största tekniska konstruktionerna som någonsin byggts, ligger i en tunnel som är 27 km (17 mi) i omkrets, upp till 175 m (570 fot) under jorden. Det accelererar partiklar upp till 99.9999991 % av ljusets hastighet, och slår samman dem med en energi som är många miljarder gånger större än den som upplevs av typiska partiklar i luften eller jorden som kolliderar med varandra på grund av termisk excitation. Energin för kollisioner i en partikelaccelerator anges i elektronvolt, vilket säger hur många elektronekvivalenter kollisionsenergin är.
Atomkrossare har historiskt byggt för att svara på frågor som ”Vad är antimaterias beteende?” ”Vilka mindre partiklar utgör atomen?” ”Vilka är de exakta egenskaperna hos krafterna mellan och inom dessa atomer?” och ”Vilka fundamentala partiklar finns?” Med hjälp av en atomkrossare har fysiker lärt sig enorma mängder om materiens grundläggande struktur, som kan hittas inom många tekniska områden, inklusive vår förståelse av kärnkraft och hur man gör maximalt effektiva solceller.
Den modernaste atomkrossaren, LHC, byggdes för att svara på frågor som ”Hur får partiklar sin massa?”, ”Är elektromagnetism och de starka och svaga kärnkrafterna olika manifestationer av samma underliggande kraft?”, ”Varför är gravitationen så svag i jämförelse med naturens andra grundläggande krafter?”, ”Varför finns det uppenbara kränkningar av symmetrin mellan materia och antimateria?”, och ”Vad är mörk materia och mörk energi?” Dessa frågor förbryllar många fysiker och ligger i framkant på området. Endast med dessa enorma partikelacceleratorer kan fysiker återskapa förhållanden då universum existerade en bråkdel av en sekund efter Big Bang, och kasta ljus över dessa svåra frågor.