CERN

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară
Organisation européenne pour la recherche nucléaire
CERN (7825770258) .jpg
CERN Aerial View.jpg
Vedere aeriană a zonei CERN
Abreviere CERN
fundație 29 septembrie 1954
Fondator 12 țări
Sediul central elvețian Meyrin
Director general Italia Fabiola Gianotti
Membri 23 de țări :

Statele membre CERN .svg

Site-ul web

Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară , cunoscută în mod obișnuit sub acronimul CERN ( AFI : / ˈʧɛrn / [1] ; în franceză Conseil européen pour la recherche nucléaire ), este cel mai mare laborator din lumea fizicii particulelor , situat la granița dintre Elveția și Franța , la periferia vestică a orașului Geneva , în municipiul Meyrin . Convenția care a stabilit-o a fost semnată la 29 septembrie 1954 de 12 state membre, în timp ce astăzi 23 fac parte din aceasta plus unii observatori, inclusiv state non-europene.

Scopul principal este de a oferi cercetătorilor instrumentele necesare pentru cercetarea fizicii cu energie ridicată, adică în principal acceleratoare de particule , care aduc nucleele atomice și particulele subnucleare la energii foarte mari și detectoare care le permit să observe produsele coliziunilor dintre grinzi. dintre aceste particule: la energii suficient de mari, multe particule diferite sunt produse în coliziuni; în unele cazuri, particule necunoscute anterior au fost descoperite în acest fel.

Istorie

După cel de- al doilea război mondial a fost nevoie să se creeze un centru european de ultimă generație pentru cercetare, pentru a reda Europei primatul în fizică, dat fiind că în acei ani principalele centre de cercetare erau situate în Statele Unite . În acest scop, în 1952, douăsprezece țări europene au adunat un consiliu de oameni de știință cu sarcina de a transforma această dorință în realitate. Consiliul a fost numit Consiliul European pentru Cercetări Nucleare (în franceză Conseil européen pour la recherche nucléaire ) de aici acronimul CERN. În 1954 , proiectul centrului european de cercetare, examinat de Consiliul European pentru Cercetare Nucleară, a prins viață: astfel s-a născut Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară, care și-a moștenit acronimul.

Faptul că acronimul CERN nu derivă din numele centrului de cercetare creează uneori confuzie, atât de mult încât acest nume este schimbat informal în Centrul european de cercetare nucleară (în franceză Centre européen pour la recherche nucléaire ) pentru a re -stabilirea corespondenței între inițialele și numele centrului de cercetare.

În prezent, 23 de țări membre fac parte din CERN. La 14 decembrie 2012 , i s-a acordat statutul de observator la Adunarea Generală a Organizației Națiunilor Unite .

Descriere

Lanțul acceleratorilor

Complexul accelerator CERN.
Harta de localizare a LHC și SPS ale CERN, la granița dintre Franța și Elveția.

Complexul de accelerare CERN include 7 acceleratoare principale, construite în diferite perioade începând de la înființarea institutului. De la început, s-a prezis că fiecare mașină nouă și mai puternică le va folosi pe cele anterioare ca „injectoare”, creând un lanț de acceleratoare care aduce treptat un fascicul de particule către energii din ce în ce mai mari. Pentru a permite funcționarea acestui lanț, toate funcțiile acceleratoarelor sunt coordonate de un singur semnal de referință, generat de un sistem de ceasuri atomice și distribuite pe tot parcursul instalației, cu o precizie de ordinul unei nanosecunde .

Principalele acceleratoare disponibile pentru CERN sunt, în ordine de la inelul principal de coliziune la sursa inițială a particulelor cu energie redusă:

  • Large Hadron Collider (LHC), care a intrat în funcțiune la 10 septembrie 2008 după demontarea LEPC . Acesta se întinde pe o circumferință de 27 de kilometri și a fost inițial conceput pentru a accelera până la maximum 7 protoni de energie echivalenți TeV ; permițând studierea particulelor elementare în condiții experimentale comparabile cu cele din primele momente de viață ale Universului, imediat după Big Bang .
  • Sincrotronul Super Proton (SPS), un accelerator circular de 2 km diametru care alimentează LHC cu ioni de plumb, construit într-un tunel, care a început să funcționeze în 1976 . În prezent, conduce la o energie echivalentă cu cea a unui proton de 450 GeV , dar a fost stimulată de mai multe ori începând cu protonul de 300 GeV. Pe lângă faptul că are propria linie de fascicul drept pentru experimentele cu țintă fixă, a funcționat ca proton de coliziune - antiproton și ca etapă finală de accelerație pentru electroni și pozitroni care urmează să fie injectați în colizorul mare electroni-pozitroni (LEPC). A preluat acest rol pentru protoni și ioni de plumb alimentați în LHC .
  • Sincrotronul cu protoni (PS), construit în 1959 , un sincrotron cu o circumferință de 628,3 m capabil să accelereze protoni până la 28 GeV , precum și o serie întreagă de particule accelerate pentru diferite experimente. În special, primește protoni de la Proton Synchrotron Booster și ioni de plumb de la inelul ionic cu energie scăzută .
  • PS Booster , format din 4 sincroni suprapusi cu o raza de 25 m, creste energia particulelor generate de LINAC-uri înainte de a le injecta in PS . Este, de asemenea, utilizat pentru experimente separate, cum ar fi ISOLDE , care studiază nuclei instabili de izotopi foarte grei .
  • Inelul ionic cu energie scăzută (LEIR), care accelerează fasciculele de ioni de plumb până la 72 MeV per nucleon, a început să lucreze în 2010 în lanțul de pre-accelerare LHC .
  • Două LINAC-uri , sau acceleratoare liniare , care generează particule cu energie redusă, care sunt alimentate ulterior în PS Booster . Acestea sunt cunoscute sub numele de LINAC2 și LINAC3 și ajung la 50 MeV -proton, care este respectiv 4,2 MeV ioni grei pe nucleon. Întregul lanț ulterior de acceleratoare depinde de aceste surse.

LHC

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Large Hadron Collider .
Construcția detectorului CMS

O mare parte din lucrările care se desfășoară în prezent la CERN din Geneva se concentrează pe Large Hadron Collider (LHC), care a intrat în funcțiune la 10 septembrie 2008 , [2] și experimentele conexe.

Acceleratorul este situat în interiorul aceluiași tunel circular de 27 km lungime folosit anterior de Large Electron-Positron Collider (LEP), care nu mai este operațional din noiembrie 2000 . Complexul accelerator al CERN este utilizat pentru a pre-accelera hadronii (protoni sau ioni de plumb) care sunt apoi alimentați în LHC. Tunelul este situat la aproximativ 100 m adâncime, într-o regiune între aeroportul din Geneva și masivul Jura . Cinci experimente diferite ( CMS , ATLAS , ALICE , LHCb și TOTEM ) sunt în prezent în funcțiune, fiecare dintre care studiază coliziunile dintre particule cu metode diferite și folosind tehnologii diferite.

În momentul coliziunii, energia protonilor din interiorul LHC atinge valori care vor fi crescute treptat până la 14 TeV. Acceleratorul are nevoie de un câmp magnetic foarte puternic pentru a menține fasciculul în traiectoria de 27 km și în acest scop este utilizată tehnologia magnetului supraconductor . Proiectarea LHC a necesitat o precizie extraordinară, atât de mult încât a fost necesar să se ia în considerare influența atracției gravitaționale exercitate de Lună asupra scoarței terestre și perturbările electrice cauzate de trecerea trenurilor pe suprafață la distanță de un kilometru.

P

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Colizor mare electroni-pozitroni .
Tunelul LEP găzduiește acum LHC

Colizorul Large Electron-Positron (LEP) a fost principalul proiect la CERN din 1989 până în 2000 , predecesorul actualului LHC. Această mașină a fost capabilă să accelereze electroni și pozitroni până la 100 GeV .

Obiectivul proiectului LEP, care l-a însoțit până la sfârșitul anului 1995 , a fost studierea bosonului Z 0 produs în coliziuni între electroni și pozitroni : ulterior energia a fost crescută treptat pentru a studia producția de perechi de bosoni W + și W - , și pentru a continua căutarea bosonului Higgs (eșuat: energia particulei a fost a posteriori mai mare decât limita maximă a LEP) și pentru noi fenomene dincolo de modelul standard .

Principalele rezultate experimentale ale LEP au fost:

Tunelul subteran de 27 km, cu o adâncime de aproximativ 100 m, care găzduiește acum LHC, a fost construit pentru LEP și împreună cu LEP. La fel ca toți colizorii, LEP a fost compus din magneți conectați capabili să îndoaie traiectoria particulelor accelerate, menținându-le pe „orbită” în tubul de vid care le-a trecut prin centru. La intervale regulate, între acești magneți cunoscuți sub numele de dipoli , au fost interpuse cavități de radiofrecvență care au accelerat particulele și magneții mai complecși necesari pentru ghidarea fasciculului ( cvadrupoli , sextupoli etc.).

Alte experimente

Detaliu al experimentului AWAKE
  • CLOUD ( Cosmics Leaving OUtdoor Droplets ) este un experiment care își propune să studieze relațiile dintre razele cosmice galactice și aerosolii atmosferici în condiții controlate. [3] Experimentul a început să funcționeze în noiembrie 2009 [4] .
  • ISOLDE ( Isotope Separator On Line DEvice ) este un laborator în care sunt produși nuclei atomici radioactivi de izotopi grei , care trimit protoni cu energie ridicată pe plăci fixe de diferite elemente chimice, pentru a studia proprietățile lor atomice și nucleare și posibile dezintegrări exotice.
  • AD ( Antiproton Decelerator ) este un inel de acumulare care este utilizat pentru a încetini antiprotonii , trimis ulterior la experimente care studiază antimateria și în special anti-hidrogenul .
  • ALPHA [5] Destinat studierii simetriilor dintre materie și antimaterie prin exploatarea caracteristicilor spectrale ale hidrogenului; în decembrie 2016 a fost obținută prima linie spectrală a unui atom anti-hidrogen. [6]
  • Experiment AWAKE care investighează accelerarea plasmei wakefield folosind un set de protoni ca ghid.

Succesele științifice

Câteva succese importante în domeniul fizicii particulelor au fost posibile datorită experimentelor CERN:

CERN și tehnologia informației

Calculatorul NeXT al lui Tim Berners-Lee, care a devenit primul server web , expus în Globul științei și inovării al CERN.

Primul computer a ajuns la CERN în 1959 , de atunci fizicienii au început să folosească instrumentele informatice. A început o nouă eră de cercetare pentru fizică, în care experimentele au produs o astfel de masă de date încât prelucrarea umană era imposibilă. Fizicienii au început să folosească calculatoare și software la scară largă pentru a filtra și procesa muntele de date în căutarea evenimentelor considerate semnificative pentru rezultatul experimentelor.

Ulterior, a fost experimentată conexiunea mai multor calculatoare între ele: a venit rândul primei rețele de calculatoare . Unul dintre cele mai puternice centre de calcul s-a născut la CERN, dedicat cererilor din ce în ce mai solicitante de noi experimente și capacității tot mai mari de achiziție de date a instrumentelor conectate la noile acceleratoare.

Unde s-a născut webul

Imagine a primului browser web .

World Wide Web s - a născut la CERN în 1989 , dintr-o idee a lui Tim Berners-Lee și Robert Cailliau . S-a născut ca un proiect marginal în 1980 numit INQUIRE bazat pe conceptul de hipertext (deși Berners-Lee a ignorat încă cuvântul hipertext). Cu scopul schimbului eficient de date între cei care lucrează la diferite experimente, a fost introdus la CERN în 1989 cu proiectul WorldWideWeb , primul browser dezvoltat și de Berners-Lee. În plus, Tim Berners-Lee a dezvoltat infrastructurile care servesc Web și care este primul server web (care lucrează cu limbaj HTML și protocol HTTP ).

La 30 aprilie 1993 , CERN a anunțat că World Wide Web va fi gratuit pentru toți. [7] În 1993 NCSA a lansat primul browser grafic, Mosaic : din acel moment dezvoltarea site-ului www a fost de neoprit.

La 12 iunie 2019, CERN a anunțat începerea proiectului MAlt (proiectul Microsoft Alternatives): dezvoltarea unui software open source, menit să înlocuiască software-ul Microsoft. Scopurile inițiativei sunt: ​​evitarea costurilor care au devenit nesustenabile, recâștigarea controlului asupra software-ului de bază, evitarea dependenței de un furnizor.

Cultură

Spații expozitive

De-a lungul anilor, CERN a înființat muzee și spații expoziționale cu scopul de a le arăta vizitatorilor scopurile, experimentele și echipamentele centrului de cercetare. Spațiile expoziționale existente în prezent sunt Muzeul Microcosmos și Globul Științei și Inovării .

Proiectul Science Gateway

În aprilie 2019, regizorul Fabiola Gianotti , președintele FCA John Elkann și arhitectul Renzo Piano au prezentat Science Gateway: un nou centru de expoziții dedicat diseminării științifice care va fi inaugurat în 2022. [8]

Un laborator al păcii

La CERN, oameni din întreaga lume se întâlnesc, colaborează, discută. Oamenii din țări aflate în război unul cu celălalt, precum israelienii și palestinienii, pot lucra împreună. În acest sens, CERN este un laborator de pace . Arta. 11 din Convenția sa prevede: << Organizația nu se va ocupa de lucrările legate de cereri de natură militară, iar rezultatele lucrărilor sale experimentale și teoretice vor fi publicate sau altfel accesibile în general. >> [9]

«CERN a fost fondat la mai puțin de 10 ani de la construirea bombei atomice . Cred că existența bombei a avut o mare importanță pentru a face posibil CERN. Europa a fost scena războaielor violente de mai bine de două sute de ani. Acum, odată cu înființarea CERN, avem ceva diferit. Sper că oamenii de știință de la CERN își vor aminti că au și alte îndatoriri, precum și cercetări continue în fizica particulelor. Ele reprezintă rezultatul secolelor de cercetare și studiu pentru a arăta puterea spiritului uman, așa că fac apel la ei să nu se considere tehnicieni, ci gardieni ai acestei flăcări a unității europene, astfel încât Europa să poată proteja pacea în lume ".

( Isidor Isaac Rabi , cu ocazia împlinirii a 30 de ani de la CERN ( 1984 ) )

State membre

Cele 22 de state membre ale CERN (2018).

În prezent, 23 de state membre fac parte din CERN. [ Kosovo este independent din 2008 ]

Cele 12 țări fondatoare ale CERN sunt:

La acestea s-au adăugat ulterior:

Bugetul 2009

Stat membru Contribuţie Mio. CHF Milioane de euro
Germania Germania 19,74% 218.6 144,0
Franţa Franţa 15,34% 168,7 111.2
Regatul Unit Regatul Unit 14,70% 161.6 106,5
Italia Italia 11,51% 156,5 93.4
Spania Spania 8,52% 93,7 61,8
Olanda Olanda 4,79% 52.7 34,7
elvețian elvețian 3,01% 33.1 21.8
Polonia Polonia 2,85% 31.4 20.7
Belgia Belgia 2,77% 30.4 20.1
Suedia Suedia 2,76% 30.4 20.0
Norvegia Norvegia 2,53% 27,8 18.3
Austria Austria 2,24% 24.7 16.3
Grecia Grecia 1,96% 20.5 13.5
Danemarca Danemarca 1,76% 19.4 12.8
Finlanda Finlanda 1,55% 17.0 11.2
Republica Cehă Republica Cehă 1,15% 12.7 8.4
Portugalia Portugalia 1,14% 12.5 8.2
Ungaria Ungaria 0,78% 8.6 5.6
Slovacia Slovacia 0,54% 5.9 3.9
Bulgaria Bulgaria 0,22% 2.4 1.6

Cursul de schimb: 1 CHF = 0,95 EUR (16/04/2020)

Directorii generali

Mandatul directorilor generali durează în general 5 ani începând cu 1 ianuarie.

Mandat Directorii generali Țară
1952-1954 Edoardo Amaldi (secretar general) Italia Italia
1954-1955 Felix Bloch elvețian elvețian
1955-1960 Cornelis Bakker Olanda Olanda
1960-1961 John Adams (regizor interimar) Regatul Unit Regatul Unit
1961-1965 Victor Weisskopf Frederick Austria Austria
1966-1970 Bernard Gregory Franţa Franţa
1971-1975 Willibald Jentschke , John Adams Austria Austria , Regatul Unit Regatul Unit
1976-1980 Leon van Hove , John Adams Belgia Belgia , Regatul Unit Regatul Unit
1981-1988 Herwig Schopper Germania Germania
1989-1993 Carlo Rubbia Italia Italia
1994-1998 Christopher Llewellyn Smith Regatul Unit Regatul Unit
1999-2003 Luciano Maiani San Marino San Marino
2004-2008 Robert Aymar Franţa Franţa
2009-2015 Rolf-Dieter Heuer Germania Germania
2016-2020 Fabiola Gianotti Italia Italia
2021-2025 Fabiola Gianotti Italia Italia

Onoruri

Premiul Prince of Asturias pentru cercetare științifică și tehnică (Spania) - panglică pentru uniformă obișnuită Premiul Prințul Asturiei pentru cercetare științifică și tehnică (Spania)
- 29 mai 2013

Notă

  1. ^ Luciano Canepari , Cern , în Il DiPI - Dicționar de pronunție italiană , Zanichelli, 2009, ISBN 978-88-08-10511-0 .
  2. ^(EN) CERN anunță un nou program de pornire pentru cel mai puternic accelerator de particule din lume Depus la 16 octombrie 2007 în Internet Archive .
  3. ^ (RO) Site oficial Experiment CLOUD pe cloud.web.cern.ch. Adus pe 21 iulie 2015 .
  4. ^ (EN) Experiment CLOUD Oferă o perspectivă fără precedent asupra formării norilor pe press.web.cern.ch, CERN-PR15.11 Comunicat de presă, 25 august 2011. Accesat la 20 iulie 2015.
  5. ^ Site-ul experimentului ALPHA , la alpha.web.cern.ch .
  6. ^ linie spectrală antimaterie , pe media.inaf.it .
  7. ^ O copie a primei pagini web create de Berners-Lee
  8. ^ Se naște Science Gateway, noul centru de diseminare al CERN , în La Repubblica , 8 aprilie 2019. Adus pe 29 ianuarie 2020 .
  9. ^ Pietro Greco, Fizica pentru pace. Între știință și angajament civil , pagina 72, 2018, Carrocci, Roma, ISBN 978 88 430 8578 1

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității VIAF (EN) 234 145 033 · ISNI (EN) 0000 0001 2156 142X · LCCN (EN) nr92025533 · GND (DE) 1020028-9 · BNF (FR) cb11881926r (dată) · WorldCat Identities (EN) lccn-n81015557