歐洲核子研究中心於20世紀80年代建成的大型正負電子對撞機由一係列多級加速器串聯而成，包括電子直線加速器、正電子積累環、質子同步加速器、反質子積累器和反質子減速器，以及對撞機設備等，構成一套連續性的電子加速裝置，每台加速器將粒子束流加速後注入下一台加速器裏，逐漸將粒子加速到很高的能量，然後再讓它們迎頭對撞，可獲得約35萬億eV的最大能量，達到15萬億℃的瞬時高溫，相當於太陽中心溫度的10萬倍，用於研究宇宙“大爆炸”後不到1秒鍾時間內發生的情況。
歐洲核子研究中心大型正負電子對撞機
反質子積累器和反質子減速器又稱反物質工廠，它通過高能對撞產生反氫原子，然後將其冷卻，減速到便於運用的能量，最後將其引出，提供給物理學家們研究光譜學和檢驗物質的宇稱守恒情況。科學家希望通過它來搞清為什麼物質會有質量，了解暗物質和暗能量的起源，解釋宇宙為何在不斷加速膨脹，解開反物質為何少於正物質等謎團。
這些設備都安裝在地下隧道中。主加速器為環形，周長27 km。科學家們利用探測器對加速器中的粒子進行跟蹤，研究粒子束對撞後發生了什麼現象，以及各種粒子間的相互作用過程，做出了很多重要發現。
在20世紀90年代，歐洲核子研究中心的科學家通過實驗驗證了粒子物理學標準模型的正確性，以及弱相互作用和電磁力混合的理論，測定了兩種新發現的弱相互作用粒子Z子和W子的特性，證明輕子和誇克隻能有3個世代，並觀測到Z子衰變為中微子的詳細過程。
幾年前，科學家利用大型正負電子對撞機曾經發現標準模型所預言的最後一個基本粒子——希格斯粒子存在的跡象，但由於對撞機的能量已到了極限而無法證實。歐洲核子研究中心決定在大型正負電子對撞機的原址上重新建造一台大型強子對撞機。科學家製造“誇克-
膠子等離子體”物質時的溫度你是否知道，當137億年前宇宙從不到針尖大的一個原點發生的霹靂一聲“大爆炸”，在最初的幾秒內究竟發生了什麼事情?最初產生的物質是什麼?
這麼久遠的事，似乎無人能夠確切知曉。但科學家還是努力地根據理論知識和實驗結果去推測出當時發生的情況。
20世紀60年代，美國物理學家蓋爾曼提出了原子核中的質子與中子是由更基本的粒子——誇克組成的學說。他因此獲得了1969年諾貝爾物理學獎。
此後，科學家們在誇克學說和量子場論的基礎上，建立起描述誇克之間強相互作用的量子色動力學理論。如今，科學家們已將這一學說逐漸發展成為粒子物理學的標準模型。這是一套隸屬量子場論範疇的描述強相互作用、弱相互作用及電磁力這3種自然界的基本作用力及組成所有物質的基本粒子的理論，涵蓋和描述了物質的亞核子結構及亞核子層次粒子如何生成、衰變和如何相互作用等諸多規律。
根據各種高能物理實驗結果，科學家們證實了質子與中子是由誇克和膠子組成的，它們之間的核力屬於強相互作用，而膠子則是傳遞誇克之間強相互作用力的媒介，就如同“粘膠劑”一樣將幾個誇克約束在一起。誇克極不穩定，無時無刻不在吸收或者釋放膠子，正是由於它們之間彼此不斷地交換膠子，才會產生強相互作用力。依靠這種強相互作用力，由兩個上誇克和一個下誇克才能結合組成質子，由兩個下誇克和一個上誇克結合組成中子，然後質子、中子和電子再組成原子。
通常情況下，誇克和膠子由於強相互作用力而被囚禁於原子核內，自身無法獨立存在。但2003年美國布魯克海文國家實驗室的科學家利用相對論重離子對撞機進行實驗，讓氚原子核與金原子核互相碰撞，產生出約1萬億℃的瞬時高溫，徹底“熔解”了原子核，克服了束縛誇克和膠子的強相互作用力，使誇克和膠子從原子核中掙脫出來結合成“誇克一膠子等離子體”，這是一種以前人們從未了解的新型物質形態。