ATLAS计划探究许多可能会在LHC的高能碰撞里被探测到的物理现象，其中有一些是对标准模型的证实或测量精度的加强，而其它可能是新物理理论的重要线索。ATLAS最主要的实验目标之一是发现标准模型的一个之前尚未证实的粒子——希格斯玻色子。在标准模型里，电弱对称性破缺促使规范向量场获得质量，但又额外生成了多余的零质量。选择适当的规范，可以除去这零质量戈德斯通玻色子，只存留带质量纯量场（希格斯玻色子）与带质量规范向量场（W及Z玻色子）。这整个称为希格斯机制的过程可以解释为什么负责传递弱相互作用的W及Z玻色子具