CERN

Le CERN, nom de baptême de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, anciennement (1952-54) Conseil européen pour la recherche nucléaire, anglais European Organization for Nuclear Research, organisation scientifique internationale créée dans le but de mener des recherches en collaboration sur la physique des particules à haute énergie. Fondée en 1954, l’organisation maintient son siège près de Genève et fonctionne expressément pour la recherche d’un « caractère scientifique pur et fondamental ». L’article 2 de la Convention du CERN, qui met l’accent sur l’atmosphère de liberté dans laquelle le CERN a été créé, stipule qu’il « ne s’occupera pas de travaux pour des besoins militaires et que les résultats de ses travaux expérimentaux et théoriques seront publiés ou mis à la disposition du public d’une autre manière ». Les installations de recherche scientifique du CERN – qui représentent les plus grandes machines du monde, les accélérateurs de particules, dédiées à l’étude des plus petits objets de l’univers, les particules subatomiques – attirent des milliers de scientifiques du monde entier. Les réalisations de la recherche au CERN, qui comprennent des découvertes scientifiques récompensées par des prix Nobel, englobent également des percées technologiques telles que le World Wide Web.

La création du CERN était au moins en partie un effort pour récupérer les physiciens européens qui avaient immigré pour diverses raisons aux États-Unis à la suite de la Seconde Guerre mondiale. L’organisation provisoire, créée en 1952 sous le nom de Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, avait été proposée en 1950 par le physicien américain Isidor Isaac Rabi lors de la cinquième Conférence générale de l’UNESCO. Lors de la ratification officielle de la constitution du groupe en 1954, le mot Organisation a remplacé le mot Conseil dans son nom, bien que l’organisation ait continué à être connue sous l’acronyme de l’ancien nom. À la fin du XXe siècle, le CERN comptait 20 États européens parmi ses membres, en plus de plusieurs pays qui conservaient un statut d' »observateur ».

Le CERN dispose des installations de ce type les plus grandes et les plus polyvalentes au monde. Il s’étend sur plus de 100 hectares en Suisse et, depuis 1965, sur plus de 450 hectares en France. L’activation en 1957 du premier accélérateur de particules du CERN, un synchrocyclotron de 600 mégaélectronvolts (MeV), a permis aux physiciens d’observer (quelque 22 ans après la prédiction de cette activité) la désintégration d’un pi-meson, ou pion, en un électron et un neutrino. Cet événement a été déterminant pour l’élaboration de la théorie de la force faible.

Le laboratoire du CERN s’est développé régulièrement, activant l’accélérateur de particules connu sous le nom de Synchrotron à protons (PS ; 1959), qui utilisait la  » forte focalisation  » des faisceaux de particules pour obtenir une accélération de 28 gigaelectronvolts (GeV) des protons ; les anneaux de stockage entrecroisés (ISR ; 1971), une conception révolutionnaire permettant des collisions frontales entre deux faisceaux intenses de protons de 32 GeV afin d’augmenter l’énergie effective disponible dans l’accélérateur de particules ; et le Super Synchrotron à protons (SPS ; 1976), qui comportait un anneau de 7 km de circonférence capable d’accélérer les protons de façon continue.Le Super Synchrotron à protons (SPS ; 1976) est un anneau de 7 km de circonférence capable d’accélérer les protons jusqu’à une énergie maximale de 500 GeV. Des expériences menées au PS en 1973 ont démontré pour la première fois que les neutrinos pouvaient interagir avec la matière sans se transformer en muons ; cette découverte historique, connue sous le nom d' » interaction du courant neutre « , a ouvert la porte à la nouvelle physique incarnée par la théorie électrofaible, unissant la force faible à la force électromagnétique plus familière.

En 1981, le SPS a été transformé en collisionneur proton-antiproton basé sur l’ajout d’un anneau accumulateur d’antiprotons (AA), qui permet l’accumulation d’antiprotons dans des faisceaux concentrés. L’analyse des expériences de collision proton-antiproton à une énergie de 270 GeV par faisceau a conduit à la découverte des particules W et Z (porteuses de la force faible) en 1983. Le physicien Carlo Rubbia et l’ingénieur Simon van der Meer du CERN ont reçu le prix Nobel de physique 1984 en reconnaissance de leur contribution à cette découverte, qui a permis de vérifier expérimentalement la théorie électrofaible du modèle standard de la physique des particules. En 1992, Georges Charpak, du CERN, a reçu le prix Nobel de physique en reconnaissance de son invention, en 1968, de la chambre proportionnelle multifilaire, un détecteur de particules électronique qui a révolutionné la physique des hautes énergies et qui a des applications en physique médicale.

En 1989, le CERN a inauguré le grand collisionneur électron-positron (LEP), d’une circonférence de près de 27 km, qui a pu accélérer à la fois des électrons et des positrons à 45 GeV par faisceau (porté à 104 GeV par faisceau en 2000). Le LEP a permis d’effectuer des mesures extrêmement précises de la particule Z, ce qui a conduit à des améliorations substantielles du modèle standard. Le LEP a été fermé en 2000, pour être remplacé dans le même tunnel par le Grand collisionneur de hadrons (LHC), conçu pour faire entrer en collision des faisceaux de protons à une énergie de près de 7 téraélectronvolts (TeV) par faisceau. Le LHC, qui devrait étendre la portée des expériences de physique des hautes énergies à un nouveau plateau d’énergie et révéler ainsi de nouveaux domaines d’étude inexplorés, a commencé ses opérations d’essai en 2008.

La mission fondatrice du CERN, qui consiste à promouvoir la collaboration entre des scientifiques de nombreux pays différents, exigeait pour sa mise en œuvre la transmission et la communication rapides des données expérimentales vers des sites du monde entier. Dans les années 1980, Tim Berners-Lee, un informaticien anglais travaillant au CERN, a commencé à travailler sur un système hypertexte permettant de relier des documents électroniques et sur le protocole permettant de les transférer entre ordinateurs. Son système, introduit au CERN en 1990, est devenu connu sous le nom de World Wide Web, un moyen de communication rapide et efficace qui a transformé non seulement la communauté de la physique des hautes énergies, mais aussi le monde entier.