Pocas máquinas o aparatos han alcanzado, y siguen alcanzando, la importancia del acelerador de partículas. Precisamente, en muy breve fecha, entrará en funcionamiento en la frontera entre Suiza y Francia y próximo a Ginebra el acelerador más importante hasta este momento. Se trata del Large Hadron Collider (LHC), situado en un túnel circular de 27 kilómetros de longitud.
Su presencia, así como su construcción, pertenecen al Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Está integrado por veinte Estados europeos y en calidad de observador están integrados Estados Unidos, Rusia, India, Israel, Japón, Turquía y la Unesco. En estos días ha firmado su integración Arabia Saudita. Se espera que el LHC contribuya a que conozcamos la interioridad de la materia. Con este acelerador se elucidará el origen de la simetría electrodébil y el origen de las masas de las partículas elementales (no la masa del protón o del neutrón) y se llevará a cabo el proyecto CERN, Neutrino Gran Sasso (CNGS), que consiste en enviar un haz de neutrinos de alta energía desde el CERN al laboratorio subterráneo italiano del Gran Sasso, que se encuentra a 730 kilómetros. En este momento se estima que existen 17.000 aceleradores de partículas. Más o menos, la mitad de ellos se emplean en medicina y sólo una parte muy pequeña se dedica a la investigación fundamental.
Cuando todavía no ha entrado en total funcionamiento el LHC, se ha propuesto la construcción de un nuevo acelerador llamado International Linear Collider (ILC, Colisionador Lineal Internacional). Tendrá una longitud de 30 kilómetros en la que se harán chocar entre sí electrones y positrones a velocidades muy próximas a la de la luz. El positrón es la antipartícula del electrón, de masa igual y carga opuesta. En cambio el LHC está diseñado para estudiar las colisiones entre protones. Cada protón consta de tres quarks enlazados por gluones, partículas en las que reside la interacción nuclear fuerte.
Más de 1.600 científicos e ingenieros, en casi 300 laboratorios y universidades de todo el mundo trabajan hoy en la construcción del ILC. El ILC podría empezar a funcionar en la década de 2020.
Se han estudiado los costes de colocar el LHC en tres posibles lugares. En Europa, en el seno del CERN, en Estados Unidos, en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi, en Batavia y en Japón, en una cadena montañosa no especificada dentro del país.
Mientras el LHC analice datos de las colisiones protón-protón, los físicos que diseñan el ILC se esforzarán por optimizar el diseño de este nuevo acelerador a un precio razonable. El apoyo financiero que aporten los distintos gobiernos, así como las diferencias en geología y topografía serán elementos a considerar. Si existe el bosón de Higgs, se espera que el LHC lo detecte, mida su masa y determine su interacción con otras partículas. A partir de las desordenadas colisiones protón-protón será difícil, casi imposible, especificar con detalle las propiedades del bosón de Higgs. Será necesaria la mayor precisión del ILC para medir la intensidad de las interacciones de este bosón.
Fue en 1931 cuando dos profesores de la Universidad de California, en Berkeley, diseñaron el ciclotrón, primer acelerador de partículas. Más tarde, en 1941 Donald W. Kerst, de la Universidad de Illinois, diseñó el betatrón como un acelerador de inducción magnética. Aceleraba electrones hasta energías de dos millones de electrón-voltios. Un segundo aparato fue construido por la General Electric Company y produjo 20 millones de electrón-voltios. En 1945, se terminó un tercer modelo que aceleraba electrones hasta una energía de 100 millones de electrón-voltios.
