Jelaskan Tujuan dari Penumbuk Hadron Raksasa

Fisikawan berharap bahwa LHC akan membantu menjawab beberapa pertanyaan mendasar dalam fisika, berkenaan tentang hukum dasar yang mengatur interaksi dan gaya di antara objek elementer, struktur dalam ruang dan waktu, dan utamanya hubungan antara mekanika kuantum dan relativitas umum, dimana teori dan pengetahuan yang ada saat ini masih belum jelas sepenuhnya. Data juga diperlukan dari percobaan partikel energi-tinggi untuk membuktikan versi model ilmiah mana yang saat ini lebih kemungkinan benar - secara khusus memilih antara Model Standar dan Model Higgsless dan untuk memvalidasi prediksi mereka dan memungkinkan pengembangan teoretis lebih lanjut. Banyak pakar memperkirakan fisika baru diatas Model Standar akan muncul pada tingkat energi TeV, karena Model Standard terlihat kurang memuaskan. Beberapa masalah yang mungkin digali dengan tumbukan LHC diantaranya:

Apakah massa partikel elementer sebenarnya dihasilkan dari mekanisme Higgs melalui pemecahan simetri elektrolemah? Diperkirakan bahwa percobaan tumbukan akan mendemonstrasikan atau menyingkirkan eksistensi Higgs boson, sehingga memungkinkan fisikawan untuk menilai apakah Model Standar atau alternatif Higgsless yang lebih benar. Percobaan menemukan sebuah partikel yang tampaknya boson Higgs, bukti kuat bahwa Model Standar memiliki mekanisme yang benar dalam memberikan massa ke partikel elementer.

Apakah supersimetri, sebuah perluasan dari Model Standar dan simetri Poincaré, ada di alam, mengisyaratkan bahwa semua partikel yang diketahui memiliki partner supersimetri?

Apakah ada dimensi ekstra, seperti yang diprediksi oleh berbagai model dengan basis dari teori dawai, dan dapatkah kita mendeteksinya?

Bagaimana sifat alami dari materi gelap yang kelihatannya berkontribusi 27% terhadap massa-energi dari alam semesta?

Pertanyaan terbuka lainnya yang mungkin dapat digali dengan tumbukan partikel energi-tinggi:

Telah diketahui bahwa elektromagnetisme dan gaya nuklir lemah adalah manifestasi yang berbeda dari sebuah gaya tunggal yang disebut gaya listrik lemah. LHC mungkin dapat menjelaskan apakah gaya listrik lemah dan gaya nuklir kuat adalah mirip hanya manifestasi yang berbeda dari sebuah gaya penyatuan semesta, seperti diprediksi oleh Teori Penyatuan Besar.

Mengapa gaya fundamental keempat (gravitasi) banyak kelipatannya lebih lemah daripada ketiga gaya fundamental lainnya? Lihat juga masalah hirarki.

Apakah ada sumber tambahan dari pencampuran flavour kuark, lebih dari yang saat ini ada di dalam Model Standar?

Mengapa ada pelanggaran jelas dalam simetri antara materi dan antimateri? Lihat juga pelanggaran CP.

Bagaimana sifat alami dan karakteristik plasma kuark–gluon, yang sebelumnya diperkirakan eksis pada awal alam semesta dan pada beberapa benda astronomi kompak dan aneh saat ini? Hal ini akan dicari tahu dengan tumbukan ion berat, utamanya di ALICE, namun juga di CMS, ATLAS dan LHCb. Pertama kali diamati pada tahun 2010, penemuan dipublikasikan tahun 2012 dan mengonfirmasi fenomena jet quenching pada tumbukan ion-berat.