為了探索、發現和量化基本粒子，物理學家們建立了壹個高能物理實驗裝置，即粒子對撞機，以加速微觀粒子的碰撞。它的作用是在高能加速器中積累和加速粒子流，使其達到壹定能量時，粒子發生碰撞，產生科學家預期的效果。
比如CERN(歐洲粒子物理實驗室)，瑞士的歐洲聯合核物理中心。它的大型強子加速器LHC是世界上最大、能量最高的粒子加速器。它的加速環形隧道位於地下，長度為27公裏。
數百萬個粒子在碰撞前被加速到光速的99.999%。實驗中記錄的粒子碰撞過程的軌跡圖是現代物理學中最先進的粒子碰撞奇觀，幫助科學家取得了許多重要的科研成果。
LHC實驗還揭示，隨著能量的釋放，壹種元素可以由另壹種元素產生。也就是宇宙學家認為大爆炸的產物可以逐漸演化成今天宇宙中的所有物質。
隨著粒子加速器的改進，科學家可以精確地測量出粒子碰撞中釋放了多少能量，同時靶上的物質損失了多少質量。當使用不同質量的粒子作為靶時，釋放的能量總是與靶上的質量損失成正比。這正好驗證了愛因斯坦早期的預言:質能方程E = MC 2是正確的，能量和質量在壹定條件下是可以相互轉化的。
碰撞瞬間令人眼花繚亂的粒子軌跡已經在對撞機中被觀測和記錄，那麽科學家們是如何分析和解讀這些粒子軌跡的呢？
現在的電子探測器可以捕捉到粒子碰撞後的軌跡，並將這些軌跡顯示在電腦上。科學家可以直接分析對撞機中的碰撞事件，從不同粒子的不同軌跡組成的圖案中得到許多有意義的結果。
通常實驗裝置也放在磁場中，通過粒子在磁場中的偏轉方向可以確定粒子的正負電荷。不同種類的粒子有其獨特的軌跡形狀，例如，壹些粒子的軌跡會在方向上發生偏轉，而另壹些粒子會迅速形成向內的螺旋。
上圖和下圖是CERN的計算機模擬的不同的粒子碰撞圖。這些圖片是計算機根據放置在粒子碰撞發生位置的探測器獲得的真實數據繪制的。
換句話說，每個粒子都有自己獨特的、可識別的軌跡。每當壹個新的、明顯未被識別的軌跡發生碰撞時，軌跡的偏轉角、長度、曲率等參數都會給出這個粒子的質量和行為特征的線索。科學家已經使用了這種分析方法。如果壹個理論預言的粒子真的在加速器中產生，它會很快被毀滅。鑒定？。
比如2012年在物理學界引起轟動的希格斯粒子的發現，被標榜為這個時代最偉大的發現之壹，其成果是在CERN取得的。物理學家彼得·希格斯在55年前預言了希格斯粒子的存在，這是粒子物理學標準模型的基石。