El gran círculo que está marcado en la primera foto es el túnel del colisionador, que corre a unos 100 metros bajo tierra y cuya circunferencia mide 27 kilometros. El túnel está fomado de dos túneles paralelos, cada uno de ellos transportará protones en direcciones opuestas a cerca de la velocidad de la luz que son acelerados por medio de imanes superconductores.

Actualmente el colisionador se encuentra en fase de enfriamiento hasta alcanzar su temperatura de funcionamiento de 1.9 K (menos de 2 grados sobre el cero absoluto o −271.25 °C). Los haces de partículas iniciales fueron inyectados el 1 de agosto de 2008, el primer intento para hacer circular los haces por toda la trayectoria del colisionador será el 10 de septiembre de 2008 mientras que las primeras colisiones a alta energía tendrán lugar después de que el LHC se inaugure de forma oficial el 21 de octubre de 2008.

Una vez en funcionamiento se espera teóricamente que se producirá la particula másica conocida como el bosón de Higgs (a veces llamada “la partícula de Dios”). Su observación podría confirmar las predicciones y los “enlaces perdidos” del Modelo estándar de la física, pudiendo explicar cómo el resto de partículas elementales adquieren propiedades como su masa. La verificación de la existencia del bosón de Higgs sería un paro significativo en la búsqueda de una Teoría de la gran unificación, que pretende unificar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, solo quedando la gravitación fuera de ella. Además este bosón podría explicar porqué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas. Junto al bosón de Higgs se podrían producir otras partículas nuevas que han sido predichas teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda, como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.

Los protones se acelerarán hasta tener una energía de 7 TeV cada uno (siendo el total de energía de la colisión de 14 TeV). Se están construyendo 5 experimentos para el LHC. Dos de ellos, ATLAS y CMS, son grandes detectores de partículas de propósito general. Los otros tres, LHCb, ALICE y TOTEM, son más pequeños y especializados. El LHC también puede emplearse para hacer colisionar iones pesados tales como plomo (la colisión tendrá una energía de 1150 TeV).

Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a los siguientes temas:

* Qué es la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente)

* El origen de la masa de las partículas (en particular, si existe el bosón de Higgs)

* El origen de la masa de los bariones

* Cuántas son las partículas totales del átomo

* Por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs)

* El 95% de la masa del universo no está hecho de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura

* La existencia o no de las partículas supersimétricas

* Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoría de cuerdas, y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir

* Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria

El LHC es un proyecto de tamaño inmenso y una enorme, y potencionalmente peligrosa, tarea de ingeniería. Mientras esté encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10 gigajulios y en el haz 725 megajulios. La pérdida de sólo un 10-7 en el haz es suficiente para iniciar un ‘quench’ (un fenómeno cuántico en el que una parte del superconductor puede perder la superconductividad). En este momento, toda la energía del haz puede disiparse en ese punto, lo que es equivalente a una explosión. El 9 de abril de 2007, un error matemático en el diseño de los imanes y de las sujeciones por parte del laboratorio Fermilab provocó una explosión que obligó a cambiar o reparar los 24 imanes que rodean el Gran Colisionador de Hadrones.

La construcción del LHC fue aprobada en 1995 con un presupuesto de 2600 millones de Francos suizos (alrededor de 1700 millones de euros), junto con otros 210 millones de francos (140 millones €) destinados a los experimentos. Sin embargo, este coste fue superado en la revisión de 2001 en 480 millones de francos (300 millones de €) en el acelerador, y 50 millones de francos (30m €) más en el apartado para experimentos. Otros 180 millones de francos (120m €) más se han tenido que destinar al incremento de costes de las bobinas magnéticas superconductoras. Y todavía persisten problemas técnicos en la construcción del último tunel bajo tierra donde se emplazará el Solenoide de Muones Compactos (CMS). El presupuesto de la institución aprobado para 2008, es de 660.515.000 euros de los que España aportará el 8,3%, un total de 53.929.422 euros.