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一种早期的粒子加速器使用电子和正电子，它们是点状粒子。
当它们正面碰撞时，就会湮灭，也就是说，它们完全消失了，它们的能量完全转化为其他粒子。
从实验的角度来看，情况非常清楚，过程也简单，可以在最接近理想状态的情况下产生和研究新粒子。
以电子和正电子为基础的加速器，其缺点在于粒子无法达到太高的能量。
这些粒子实际上是轻质的，当它们在环形轨道上运动时，它们通过辐射损失了相当一部分的能量，也就是说，它们会发出一种特殊形式的光，也被称为同步辐射。
使用质子（或反质子）的加速器则不存在上述缺点。
质子比电子重得多，发出同步辐射的可能性要小得多，因此质子可以被加速到更高的能量。
然而，与电子不同，质子不是点状粒子，而是由夸克和胶子组成的复杂结构。
这使得碰撞更加复杂。
如果我们可以将质子扩大到一个房间的大小，就会发现物质的区域将只占总体积的很小一部分。
组成这个空间的夸克，以及相互交换且因为自身之间的强相互作用而留在这个空间的胶子，直径都只有几毫米的大小，因此，在大多数情况下，当两个质子发生碰撞时，没有发生什么真正有趣的事情就不足为奇了。
在大多数情况下，碰撞是在外围发生的，两个质子在一定距离处相互作用，并从碰撞中毫发无损地出来，只是略微偏离了它们原来的运动轨迹。
当碰撞变为某种正面碰撞时，质子会分裂，部分能量会转化为新的粒子。
在极少数情况下，正面碰撞影响到夸克和胶子物质集中的小区域时，可以利用的能量最大，而且在极罕见的情况下，会产生质量最大的粒子，包括可能是前所未有的粒子。
由于只有一小部分的质子参与了夸克或胶子之间的正面碰撞，可用于产生新粒子的最大能量也只是加速质子总能量的一小部分。
过去几十年的经验告诉我们，主要的两类加速器在某些方面是互补的。
电子加速器是进行精确研究的理想工具，而质子加速器则是卓越的探索加速器，是探索能量前沿、寻找新粒子的先驱。
对于两种加速器而言，能量都是基本参数。
首先，由于低于一定的阈值，直接产生人们所寻找的大质量粒子是没有希望的。
其次，由于产生粒子的概率随着能量的增加而大幅增加：能量越高，产生的给定质量的粒子就越多。
如果我们能产生大量的粒子，我们就能选择最清晰的衰变模式，促成最明显信号的特征，或许还能发现一些基本的东西，帮助我们比其他人更早地了解宇宙。
高能意味着只有使用极强的磁场，也就是非常昂贵的磁铁，才能阻止粒子沿圆周轨道旋转。
目前技术的发展是有局限性的。
可以达到的最大磁场定义了人们能想到的最小曲率半径，这就是我们得到现代巨型加速器的方式。
最后，加速器产生的粒子数也是该特定过程中每秒能够产生的碰撞数的函数。
用术语来说，就是所谓的加速器的亮度。
加速器的能量和亮度，这两个基本参数的选择是最重要的，它可以决定一项伟大的科学事业的成败。
如果人们在定义新加速器的特性时仍然过于谨慎，成本会降低，但冒险可能会导致彻底的失败。
冒低于正在寻找的新粒子的生产阈值的风险，或者能产生一些粒子，但不足以提取出清晰的信号。
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