O LHC ioniza os átomos de hidrogênio para obter seus prótons. Um átomo de hidrogênio consiste de apenas um próton e um elétron. Quando ionizam os átomos, eles estão removendo o único elétron para dar-lhe uma carga líquida positiva. Os prótons de hidrogênio são então direcionados através do círculo por eletroímãs. Para que os ímãs sejam suficientemente fortes, deve estar muito frio. O interior do túnel é resfriado por hélio líquido. Eles mantêm a temperatura um pouco acima de zero absoluto. Os prótons batem uns nos outros a uma velocidade próxima à da luz e se convertem em energia usando E=mc2. Em seguida, ele inverte e cria massa. No local da colisão, há quatro camadas de detectores. A explosão passa por cada camada e cada detector registra um estágio diferente da reação.
Quando as partículas batem umas nas outras, sua energia é convertida em muitas partículas diferentes, e os detectores sensíveis mantêm o controle das peças que são criadas. Olhando cuidadosamente os dados do detector, os cientistas podem estudar de que são feitas as partículas e como as partículas interagem. Esta é a única maneira de detectar algumas partículas porque é necessária uma energia muito alta para criá-las. As colisões de partículas do LHC têm a energia necessária.
O LHC tem três partes principais. Há o acelerador de partículas, os quatro detectores e a Grade. O acelerador cria a colisão, mas os resultados não podem ser observados diretamente. Os detectores o transformam em dados utilizáveis e os enviam para a Grade. A Grade é uma rede de computadores que os pesquisadores utilizam para interpretar os dados. Existem 170 locais em 36 países diferentes que são preenchidos com computadores desktop comuns. Todos estes computadores estão conectados, e juntos atuam como supercomputador. O Grid da LHC é considerado o supercomputador mais poderoso já construído. Os computadores compartilham o poder de processamento e o espaço de armazenamento de dados.
A Grade é muito poderosa, mas só é capaz de receber cerca de 1% dos dados que recebe dos detectores. Suas limitações motivaram tentativas de criar computadores quânticos, que poderiam usar o que o LHC nos ensinou sobre mecânica quântica a fim de fazer computadores mais rápidos.
Os cientistas usaram o LHC para encontrar o bóson Higgs, uma partícula prevista pelo Modelo Padrão.
Algumas pessoas pensavam que o LHC poderia criar um buraco negro, o que seria muito perigoso. Há dois motivos para não se preocupar. A primeira é que o LHC não fez nada que os raios cósmicos que atingem a Terra todos os dias não façam, e estes raios não criam buracos negros. A segunda razão é que mesmo que o LHC fizesse buracos negros, eles seriam muito minúsculos. Quanto menor for um buraco negro, mais curta será sua vida. Os buracos negros muito minúsculos evaporariam antes que eles pudessem ferir as pessoas.
O LHC foi usado pela primeira vez em 10 de setembro de 2008, mas não funcionou porque um sistema de resfriamento quebrou. Os ímãs que ajudam a mover as partículas carregadas devem estar frios. A falha causou o colapso de parte da instalação. O laboratório fechou durante o inverno e o colisor não foi usado novamente até novembro de 2009. Enquanto estava sendo reparado, os cientistas usaram o Tevatron para procurar o Higgs Boson. Quando o LHC foi reiniciado em novembro de 2009, ele estabeleceu um novo recorde de velocidade acelerando os prótons para 1,18 TeV (teraelectronvolt, ou trilhão de elétrons-volt). Em 30 de março de 2010, o LHC criou uma colisão a 3,5 TeV.
