Les accélérateurs ont été inventés dans les années 1930 pour fournir des particules énergétiques permettant détudier la structure du noyau atomique. Depuis, ils ont été utilisés pour étudier de nombreux aspects de la physique des particules. Leur travail est daccélérer et daugmenter lénergie dun faisceau de particules en générant des champs électriques qui accélèrent les particules, et des champs magnétiques qui les dirigent et les focalisent.
Un accélérateur se présente soit sous la forme dun anneau (un accélérateur circulaire), où un faisceau de particules se déplace à plusieurs reprises autour dune boucle, ou en ligne droite (un accélérateur linéaire), où le faisceau de particules se déplace dune extrémité à lautre. Au CERN, un certain nombre daccélérateurs sont assemblés en séquence pour atteindre successivement des énergies plus élevées.
Le type de particule utilisé dépend du but de lexpérience. Le grand collisionneur de hadrons (LHC) accélère et heurte des protons, ainsi que des ions plomb lourds. On pourrait sattendre à ce que le LHC ait besoin dune grande source de particules, mais les protons pour les faisceaux dans un anneau de 27 kilomètres proviennent dune seule bouteille dhydrogène gazeux, remplacée seulement deux fois par an pour sassurer quelle fonctionne à la pression correcte.