大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器，曾实验将粒子加速到光速的99.9998％，其研究课题有宇宙起源的五大谜团。
第一个谜团：什么是质量?为什么微小粒子拥有质量，而其他一些粒子没有?科学家认为希格斯玻色子几乎能够解释这个谜，希格斯玻色子就是人们常说的上帝粒子，科学家通过HLC已多次观测到这种粒子。
第二个谜团：宇宙96％是由暗物质和暗能量组成，而这部分却隐藏起来，它又是由什么构成的，科学家始终找不答案。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。大型强子对撞机的相关实验将寻找超级对称的粒子，用于验证一种与暗物质构成有关的假设。
第三个谜团：为什么找不到反物质?宇宙大爆炸产生了相同数量的物质和反物质，它们相遇就会抵消湮灭，为什么最终剩下了我们这个世界的少量正物质?反物质去哪了？LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异，帮助揭开其中的谜。
第四个谜团：物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态？科学家利用HLC模拟宇宙大爆炸，分析夸克-胶子等离子体的性质，这将更进一步了解宇宙大爆炸发生后的原始形态。
第五个谜团：更高维度的空间是否存在?弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到，它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测，科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析，以寻找额外维度存在迹象。大型强子对撞机是高能物理设备，对额外维度的探索有重要作用。
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