CERN
CERN, rövidítve Organisation Européene pour la Recherche Nucléaire, korábban (1952-54) Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, angolul European Organization for Nuclear Research, nemzetközi tudományos szervezet, amelyet a nagyenergiájú részecskefizika közös kutatására hoztak létre. Az 1954-ben alapított szervezet Genf közelében tartja fenn székhelyét, és kifejezetten “tisztán tudományos és alapvető jellegű” kutatások céljából működik. A CERN-egyezmény 2. cikke, amely hangsúlyozza azt a szabad légkört, amelyben a CERN-t létrehozták, kimondja, hogy “nem foglalkozik katonai célú munkával, és kísérleti és elméleti munkájának eredményeit nyilvánosságra hozza vagy más módon általánosan hozzáférhetővé teszi”. A CERN tudományos-kutatási létesítményei – amelyek a világ legnagyobb gépeit, a világegyetem legkisebb objektumainak, a szubatomi részecskéknek a tanulmányozására szolgáló részecskegyorsítókat képviselik – tudósok ezreit vonzzák a világ minden tájáról. A CERN kutatási eredményei, amelyek között Nobel-díjas tudományos felfedezések is szerepelnek, olyan technológiai áttöréseket is magukban foglalnak, mint a világháló.
© 2007 CERN
A CERN létrehozása legalábbis részben a második világháború következtében különböző okokból az Egyesült Államokba bevándorolt európai fizikusok visszaszerzésére tett erőfeszítés volt. Az 1952-ben Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire néven létrehozott ideiglenes szervezetet 1950-ben Isidor Isaac Rabi amerikai fizikus javasolta az UNESCO ötödik általános konferenciáján. A csoport alapszabályának 1954-es hivatalos ratifikálásakor a szervezet nevében a Conseil szó helyébe a Szervezet szó lépett, bár a szervezetet továbbra is a korábbi nevének rövidítésével ismerték. A 20. század végére a CERN-nek 20 európai állam volt a tagja, emellett számos ország “megfigyelői” státuszt tartott fenn.
A CERN rendelkezik a világ legnagyobb és legváltozatosabb létesítményeivel a maga nemében. A telephely több mint 100 hektáron terül el Svájcban, 1965 óta pedig több mint 450 hektáron Franciaországban. A CERN első részecskegyorsítójának, egy 600 megaelektronvoltos (MeV) szinkrociklotron 1957-es beindításával a fizikusok (mintegy 22 évvel e tevékenység előrejelzése után) megfigyelték a pi-mezon, vagyis a pion elektronra és neutrínóra történő bomlását. Az esemény fontos szerepet játszott a gyenge erő elméletének kidolgozásában.
A CERN laboratórium folyamatosan fejlődött, működésbe hozta a proton szinkrotron (PS; 1959) néven ismert részecskegyorsítót, amely a részecskesugarak “erős fókuszálását” használta a protonok 28 gigaelektronvoltos (GeV) gyorsításának eléréséhez; a metsző tárológyűrűket (ISR; 1971), egy forradalmi konstrukció, amely lehetővé tette két intenzív, 32 GeV-os protonnyaláb frontális ütközését a részecskegyorsítóban rendelkezésre álló effektív energia növelése érdekében; és a szuperproton-szinkrotron (SPS; 1976), amely egy 7 km-es (4 km-es) szenzorral rendelkezett.35 mérföldes kerületű gyűrűvel rendelkezett, amely képes volt a protonokat 500 GeV-os csúcsenergiára gyorsítani. A PS-ben 1973-ban végzett kísérletek először mutatták ki, hogy a neutrínók képesek kölcsönhatásba lépni az anyaggal anélkül, hogy müonokká változnának; ez a “semleges áram kölcsönhatás” néven ismert történelmi felfedezés megnyitotta az utat az elektrogyenge elméletben megtestesülő új fizika előtt, amely egyesíti a gyenge erőt az ismertebb elektromágneses erővel.
Az SPS-t 1981-ben proton-antiproton ütköztetővé alakították át egy antiproton-akkumulátor (AA) gyűrű hozzáadásával, amely lehetővé tette az antiprotonok koncentrált sugárban történő felhalmozását. A sugáronként 270 GeV energiájú proton-antiproton ütközési kísérletek elemzése 1983-ban a W és Z részecskék (a gyenge erő hordozói) felfedezéséhez vezetett. Carlo Rubbia fizikus és Simon van der Meer, a CERN mérnöke 1984-ben fizikai Nobel-díjat kapott a felfedezéshez való hozzájárulásuk elismeréseként, amely a részecskefizika standard modelljében szereplő elektrogyenge elmélet kísérleti igazolását biztosította. 1992-ben Georges Charpak, a CERN munkatársa kapta a fizikai Nobel-díjat a többhuzalos arányos kamra 1968-as feltalálása elismeréseként, amely egy elektronikus részecskedetektor, amely forradalmasította a nagyenergiájú fizikát, és az orvosi fizikában is alkalmazásra került.
A CERN 1989-ben avatta fel a Nagy Elektron-Pozitron (LEP) ütköztetőt, amelynek kerülete közel 27 km (17 mérföld), és amely képes volt az elektronokat és a pozitronokat sugáronként 45 GeV-ra gyorsítani (2000-re sugáronként 104 GeV-ra növelve). A LEP lehetővé tette a Z-részecske rendkívül pontos mérését, ami a Standard Modell jelentős finomításához vezetett. A LEP-et 2000-ben leállították, és helyébe ugyanabban az alagútban a Nagy Hadronütköztető (LHC) lépett, amelyet protonnyalábok ütköztetésére terveztek, sugáronként közel 7 teraelektronvolt (TeV) energiával. Az LHC, amelytől azt várják, hogy a nagyenergiájú fizikai kísérletek hatókörét egy új energiafennsíkra terjeszti ki, és ezáltal új, eddig feltérképezetlen kutatási területeket tár fel, 2008-ban kezdte meg próbaüzemét.
A CERN alapító küldetése, a sok különböző országból származó tudósok közötti együttműködés elősegítése, megvalósításához a kísérleti adatok gyors továbbítása és kommunikációja volt szükséges a világ különböző pontjaira. Az 1980-as években Tim Berners-Lee, a CERN angol informatikusa elkezdett dolgozni az elektronikus dokumentumok összekapcsolására szolgáló hipertext-rendszeren és a számítógépek közötti átvitel protokollján. A CERN-ben 1990-ben bevezetett rendszere a World Wide Web néven vált ismertté, a gyors és hatékony kommunikáció eszközeként, amely nemcsak a nagyenergiájú fizikusok közösségét, hanem az egész világot átalakította.