CERN

CERN, název Organisation Européene pour la Recherche Nucléaire, dříve (1952-54) Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, česky Evropská organizace pro jaderný výzkum, mezinárodní vědecká organizace založená za účelem společného výzkumu fyziky vysokoenergetických částic. Organizace byla založena v roce 1954, má sídlo poblíž Ženevy a působí výslovně pro výzkum „čistě vědeckého a základního charakteru“. Článek 2 Úmluvy o CERN, zdůrazňující atmosféru svobody, v níž byl CERN založen, uvádí, že se „nezabývá prací pro vojenské potřeby a výsledky své experimentální a teoretické práce zveřejňuje nebo jinak obecně zpřístupňuje“. Vědecko-výzkumná zařízení CERN – představující největší přístroje na světě, urychlovače částic, určené ke studiu nejmenších objektů vesmíru, subatomárních částic – přitahují tisíce vědců z celého světa. Výzkumné úspěchy v CERNu, mezi něž patří vědecké objevy oceněné Nobelovou cenou, zahrnují také technologické průlomy, jako je World Wide Web.

Založení CERN bylo alespoň částečně snahou získat zpět evropské fyziky, kteří v důsledku druhé světové války emigrovali z různých důvodů do Spojených států. Prozatímní organizaci, která vznikla v roce 1952 jako Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, navrhl v roce 1950 americký fyzik Isidor Isaac Rabi na páté generální konferenci UNESCO. Po formální ratifikaci stanov skupiny v roce 1954 nahradilo slovo Organisation v jejím názvu slovo Conseil, ačkoli organizace byla nadále známá pod zkratkou dřívějšího názvu. Do konce 20. století bylo členy CERNu 20 evropských států, kromě několika zemí, které si udržovaly status „pozorovatele“.

CERN má největší a nejrozsáhlejší zařízení svého druhu na světě. Rozkládá se na více než 100 hektarech (250 akrech) ve Švýcarsku a od roku 1965 na více než 450 hektarech (1 125 akrech) ve Francii. Aktivace prvního urychlovače částic v CERNu v roce 1957, synchrocyklotronu o výkonu 600 megaelektronvoltů (MeV), umožnila fyzikům pozorovat (přibližně 22 let po předpovědi této činnosti) rozpad pi-mezonu neboli pionu na elektron a neutrino. Tato událost měla zásadní význam pro rozvoj teorie slabé síly.

Laboratoř CERN se postupně rozrůstala a aktivovala urychlovač částic známý jako protonový synchrotron (PS; 1959), který využíval „silnou fokusaci“ svazků částic k dosažení urychlení protonů o velikosti 28 gigaelektronvoltů (GeV); intersecting Storage Rings (ISR; 1971), revoluční konstrukce umožňující čelní srážky dvou intenzivních svazků protonů o energii 32 GeV, čímž se zvýšila efektivní energie dostupná v urychlovači částic; a Superprotonový synchrotron (SPS; 1976), který byl vybaven 7 km (4.35 mil), který dokázal urychlit protony na špičkovou energii 500 GeV. Experimenty na PS v roce 1973 poprvé prokázaly, že neutrina mohou interagovat s hmotou, aniž by se měnila na miony; tento historický objev, známý jako „interakce neutrálního proudu“, otevřel dveře nové fyzice obsažené v elektroslabé teorii, která spojuje slabou sílu s nám známější elektromagnetickou silou.

V roce 1981 byl SPS přestavěn na urychlovač protonů a antiprotonů na základě přidání prstence AA (Antiproton Accumulator), který umožnil akumulaci antiprotonů v koncentrovaných svazcích. Analýza experimentů se srážkami protonů s antiprotony při energii 270 GeV na svazek vedla v roce 1983 k objevu částic W a Z (nositelů slabé síly). Fyzik Carlo Rubbia a inženýr Simon van der Meer z CERNu získali v roce 1984 Nobelovu cenu za fyziku za přínos k tomuto objevu, který umožnil experimentální ověření elektroslabé teorie ve standardním modelu částicové fyziky. V roce 1992 obdržel Georges Charpak z CERNu Nobelovu cenu za fyziku jako uznání za vynález vícedrátové proporcionální komory z roku 1968, elektronického detektoru částic, který znamenal revoluci ve fyzice vysokých energií a má využití v lékařské fyzice.

V roce 1989 byl v CERNu slavnostně otevřen Velký elektronově-pozitronový urychlovač (LEP) s obvodem téměř 27 km (17 mil), který byl schopen urychlovat elektrony i pozitrony na 45 GeV na svazek (do roku 2000 zvýšeno na 104 GeV na svazek). LEP umožnil mimořádně přesná měření částice Z, která vedla k podstatnému zpřesnění standardního modelu. V roce 2000 byl LEP odstaven a ve stejném tunelu byl nahrazen Velkým hadronovým urychlovačem (LHC), který je určen ke srážkám svazků protonů s energií téměř 7 teraelektronvoltů (TeV) na svazek. LHC, od něhož se očekává, že rozšíří dosah experimentů fyziky vysokých energií na novou energetickou úroveň a odhalí tak nové, dosud neprobádané oblasti studia, zahájil zkušební provoz v roce 2008.

Zakladatelské poslání CERN, podporovat spolupráci vědců z mnoha různých zemí, vyžadovalo pro svou realizaci rychlý přenos a komunikaci experimentálních dat na pracoviště po celém světě. V 80. letech 20. století začal Tim Berners-Lee, anglický informatik v CERNu, pracovat na hypertextovém systému pro propojování elektronických dokumentů a na protokolu pro jejich přenos mezi počítači. Jeho systém, představený v CERNu v roce 1990, se stal známým jako World Wide Web, prostředek rychlé a efektivní komunikace, který změnil nejen komunitu fyziků vysokých energií, ale i celý svět.