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大型强子对撞机(LHC)进行的6项实验都将均在国际合作的模式下完成，这些实验将世界各地的研究机构的科学家聚集在一起，共同见证激动人心的一刻。每一项实验都截然不同，这是由其使用的粒子探测器的独特性所决定的。
两项大规模实验——ATLAS(超环面仪器实验)和CMS(紧凑渺子线圈实验) ——均建立在多用途探测器基础之上，用于分析在加速器中撞击时产生的数量庞大的粒子。两项实验的研究规模和研究层面均达到前所未有的程度。使用两个单独设计的探测器是交叉确认任何新发现的关键所在。
两项中型实验——ALICE(大型离子对撞机实验)和 LHCb(LHC底夸克实验)——利用特殊的探测器，分析与特殊现象有关的撞击。
另外两项实验——TOTEM(全截面弹性散射侦测器实验)和LHCf(LHC前行粒子实验)——的规模就要小得多。它们的焦点集中在“前行粒子”(质子或者重离子)身上。在粒子束发生碰撞时，这些粒子只是擦肩而过，而不是正面相撞。
ATLAS、CMS、ALICE和LHCb探测器安装在4个地下巨洞，分布在大型强子对撞机周围。TOTEM实验用到的探测器位于CMS探测器附近，LHCf实验用到的探测器则位于ATLAS探测器附近。
什么是质量？这是牛顿未完成的工作。为什么微小粒子拥有质量，而其它一些粒子却没有这种“待遇”？对于这些问题，科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希伯斯玻色子身上找到。希伯斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子，它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年，苏格兰物理学家彼得•希格斯(Peter Higgs)便首次预言存在这种粒子，但迄今为止，科学家仍未见过它的庐山真面目。
ATLAS 和 CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。
96%的宇宙由什么构成？我们在宇宙中看到的一切——从小蚂蚁到巨大的星系——都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质，它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质和暗能量构成，对它们进行探测和研究的难度不可想象。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。
ATLAS 和 CMS实验将寻找超级对称的粒子，用于验证一种与暗物质构成有关的假设。
为什么找不到反物质？我们生活在一个由物质构成的世界，宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟，但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时，“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而，一旦这对孪生兄弟碰面，它们就会“同归于尽”，并最终转换成能量。不知何故，少量物质幸存下来，并形成我们现在生活的宇宙，而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平，平等对待这对孪生兄弟呢？
LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异，帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同，但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。
物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态？构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成，原子拥有一个由质子和中子构成的核子，质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种束缚非常强大，但在最初的宇宙，由于温度极高加之能量巨大，胶子很难将夸克结合在一起。也就是说，这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的，此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物，也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。
ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态，分析夸克-胶子等离子体的性质。
空间的额外维度真的存在吗？根据爱因斯坦广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为，可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到，它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测，科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析，以寻找额外维度存在迹象。
正是由于LHC是迄今为止规模最大、产生能量最强的粒子加速器和对撞机。在环形LHC内部，两个被称之为“强子”(质子或者铅离子)的亚原子粒子束朝着相反的方向前进，这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。当两个强子束在高能状态下正面撞击时，将产生令人畏惧的反应能量，堪比宇宙大爆炸。所以对这个项目的反对声不绝于耳，并且至今还官司缠身。
欧洲和美国的反对人士分别向当地法院提出起诉，要求叫停或推迟这个项目，他们称，LHC能产生危险的粒子或者微型黑洞，从而毁灭整个地球。据英国媒体8月31日报道，一批持反对态度的欧洲科学家已对资助该项目的20个欧洲国家提出起诉，并申请对CERN启动LHC发出紧急禁令。欧洲人权法院发言人表示，法院于8月29日驳回了紧急禁令的申请，但将继续对起诉方提出的该实验违反《欧洲人权法》、侵犯人权的指控进行审理。德国化学家奥托•勒斯勒尔教授是该项目最坚决的反对者之一，他说：“CERN自己也曾承认，在粒子高速相撞时，可能会产生微型黑洞，但他们却忽视了这一风险。” 美国夏威夷的两名环境学家今年3月也向美国联邦地方法院提出了诉讼，要求美国政府干预LHC计划，推迟其启动时间，直至其安全性得到充分证实。
但也有科学家基于以下理由对LHC给予支持。首先，大自然的高能粒子胜过强子对撞机：大自然可以产生比大型强子对撞机以宇宙射线形式产生的粒子的能量更高的次原子粒子。这些高能粒子通过太空中巨大的磁场和电场提供的能量获得加速度，数十亿年来，它们大量降落在地球上，很多时候它们试图吞噬地球，然而我们安然无恙。
第二，微型黑洞仅有亚原子大小：这些微型黑洞不仅仅是一些小黑洞，它们实际上只有亚原子大小，也就是跟电子或质子差不多大。
第三，微型黑洞会很快消失：事实上这些黑洞是朝着相反的方向发展，喷出放射物，所以最终会消失得无影无踪，而不是不断吞噬物质，变得越来越大，最后吃掉地球。
第四，发生危险概率及其微小：根据维尔纳•海森贝格的“不确定原理”，任何事情都有些微发生的可能性。因此大型强子对撞机或许会产生“火龙”。然而发生这种情况的概率非常小，也许在宇宙的一生中都不会有这种事情发生。
科学的进步总是伴随着风险，我们还记得哥白尼甘愿冒着被烧死的危险也要冲破宗教神学的束缚大声地宣传日心说，还有一些科学家甘愿冒着被他们所研究的物质杀死的危险也要朝自己希望的道路前进，关于对这种强子对撞机的争论我们的看法也是一样的，对于未知世界的探究是人类永不停歇的脚步，因为一个小概率事件就不敢尝试，不敢探究，那绝对就是因噎废食，是对人类追求光明和真理这种崇高精神的否定。如何让“科学”趋利避害才是人类所面临的现实命题。
责编：张亮
