加速器以接近光速的高速度推动带电粒子，例如质子或电子。然后将它们砸向目标，或砸向沿相反方向循环的其他颗粒。通过研究这些碰撞，物理学家能够探究无限小世界。
当粒子具有足够的能量时，就会发生违反想象的现象：碰撞的能量以新粒子的形式转化为物质，其中最大的粒子存在于早期的宇宙中。爱因斯坦著名的方程E = mc 2描述了这种现象，根据该方程，物质是能量的集中形式，并且两者是可互换的。
大型强子对撞机是世界上最强大的加速器。它会增强质子等粒子，这些粒子构成了我们所知道的所有事物。它们以接近光速的速度加速，与其他质子碰撞。这些碰撞会产生大量粒子，例如希格斯玻色子或顶夸克。通过测量它们的性质，科学家们增加了我们对物质和宇宙起源的理解。这些巨大的粒子仅在眨眼间就持续存在，无法直接观察到。它们几乎立即转换(或衰减)为较轻的粒子，这些粒子又会衰减。在检测器的层中识别出从此衰变链中的连续链接出现的粒子。
