CERN Laborator european de cercetare

CERN, cu denumirea de Organisation Européene pour la Recherche Nucléaire, anterior (1952–54) Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Organizația Europeană Engleză pentru Cercetări Nucleare, organizație științifică internațională înființată în scopul cercetării în colaborare în fizica particulelor cu energie mare. Fondată în 1954, organizația își păstrează sediul în apropiere de Geneva și operează în mod expres pentru cercetarea cu un „caracter pur științific și fundamental”. Articolul 2 din Convenția CERN, subliniind atmosfera de libertate în care a fost înființată CERN, afirmă că „nu va avea nicio preocupare în ceea ce privește cerințele militare, iar rezultatele lucrărilor sale experimentale și teoretice vor fi publicate sau altfel puse la dispoziție în general.” Facilitățile de cercetare științifică ale CERN - reprezentând cele mai mari mașini din lume, acceleratoare de particule, dedicate studierii celor mai mici obiecte ale universului, particule subatomice - atrag mii de oameni de știință din întreaga lume. Realizările cercetării de la CERN, care includ descoperiri științifice obținute de Premiul Nobel, includ, de asemenea, descoperiri tehnologice, precum World Wide Web.

Înființarea CERN a fost cel puțin în parte un efort de a reclama fizicienii europeni care au emigrat din diferite motive în Statele Unite, ca urmare a celui de-al doilea război mondial. Organizația provizorie, creată în 1952 sub numele de Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, a fost propusă în 1950 de fizicianul american Isidor Isaac Rabi la a cincea Conferință generală a UNESCO. La ratificarea oficială a constituției grupului în 1954, cuvântul Organizație l-a înlocuit pe numele lui Conseil, deși organizația a continuat să fie cunoscută prin acronimul numelui anterior. Până la sfârșitul secolului XX, CERN avea un membru al 20 de state europene, pe lângă mai multe țări care au menținut statutul de „observator”.

CERN are cele mai mari și mai versatile facilități de acest gen din lume. Situl acoperă peste 100 de hectare în Elveția și, din 1965, peste 450 de hectare (1.125 acri) în Franța. Activarea în 1957 a primului accelerator de particule CERN, un sincrociclotron de 600 megaelectron volt (MeV), i-a permis fizicienilor să observe (la aproximativ 22 de ani de la predicția acestei activități) descompunerea unui pi-meson, sau pion, într-un electron și un neutrino. Evenimentul a fost instrumental în dezvoltarea teoriei forței slabe.

Laboratorul CERN a crescut constant, activând acceleratorul de particule cunoscut sub numele de Proton Synchrotron (PS; 1959), care a folosit „focalizarea puternică” a fasciculelor de particule pentru a realiza accelerarea a protonilor de 28 gigaelectron volt (GeV); Intersecting Storage Rings (ISR; 1971), un design revoluționar care permite coliziunile frontale între două fascicule intense de 32-GeV de protoni pentru a crește energia eficientă disponibilă în acceleratorul de particule; și Super Proton Synchrotron (SPS; 1976), care avea un inel de circumferință de 7 km (4,35 mile) capabil să accelereze protonii până la o energie de vârf de 500 GeV. Experimentele efectuate la PS în 1973 au demonstrat pentru prima dată că neutrinii ar putea interacționa cu materia fără a se schimba în muoane; această descoperire istorică, cunoscută sub numele de „interacțiunea curentului neutru”, a deschis ușa către noua fizică întrupată în teoria electroweak-ului, unind forța slabă cu forța electromagnetică mai familiară.

În 1981, SPS a fost transformat într-un colizor proton-antiproton bazat pe adăugarea unui inel cu acumulator Antiproton (AA), care a permis acumularea de antiprotone în grinzi concentrate. Analiza experimentelor de coliziune proton-antiproton la o energie de 270 GeV per fascicul a dus la descoperirea particulelor W și Z (purtătoare ale forței slabe) în 1983. Fizicianul Carlo Rubbia și inginerul Simon van der Meer de la CERN au primit premiul în 1984 Premiul Nobel pentru fizică în recunoașterea contribuției lor la această descoperire, care a furnizat verificarea experimentală a teoriei electroweak în modelul standard al fizicii particulelor. În 1992, Georges Charpak de la CERN a primit Premiul Nobel pentru fizică în recunoașterea invenției sale din 1968 a camerei proporționale multi-fire, un detector electronic de particule care a revoluționat fizica cu energie mare și are aplicații în fizica medicală.

În 1989, CERN a inaugurat colizorul Large Electron-Positron (LEP), cu o circumferință de aproape 27 km (17 mile), care a fost capabil să accelereze atât electronii cât și pozitronii la 45 GeV pe fascicul (crescut la 104 GeV pe fascicul până în 2000). LEP a facilitat măsurători extrem de precise ale particulei Z, ceea ce a dus la perfecționări substanțiale ale modelului standard. LEP a fost închis în 2000, urmând să fie înlocuit în același tunel de către Big Hadron Collider (LHC), proiectat să colizioneze fascicule de protoni la o energie de aproape 7 teraelectron volți (TeV) pe fascicul. LHC, care se așteaptă să extindă amploarea experimentelor fizice de mare energie pe un nou platou energetic și, astfel, să dezvăluie noi domenii de studiu neîncadrate, a început operațiunile de testare în 2008.

Misiunea fondatoare a CERN, de a promova colaborarea între oamenii de știință din mai multe țări diferite, a necesitat pentru implementarea acesteia transmiterea rapidă și comunicarea datelor experimentale către site-uri din întreaga lume. În anii 1980, Tim Berners-Lee, un informatician englez la CERN, a început să lucreze la un sistem de hipertext pentru conectarea documentelor electronice și la protocolul pentru transferul acestora între computere. Sistemul său, introdus la CERN în 1990, a devenit cunoscut sub numele de World Wide Web, un mijloc de comunicare rapidă și eficientă care a transformat nu numai comunitatea fizică de mare energie, ci și întreaga lume.