Evropská organizace pro jaderný výzkum

CERN upright = Článek pro ilustraci Organizace Členské země organizace. Obrázek v Infoboxu. Dějiny
Nadace 29. září 1954
Rám
Akronym CERN
Typ Mezinárodní organizace , výzkumný ústav
Obchodní oblasti Částicové fyziky , fyzika vysokých energií
Sedadlo Prévessin-Moëns (01280, Ain ), Meyrin
Země  Švýcarsko Francie
 
Kontaktní informace 46 ° 14 ′ 04 ″ severní šířky, 6 ° 02 ′ 57 ″ východní délky
Jazyky Angličtina , francouzština
Organizace
Členové 23 zemí
Efektivní 2635 (2020)
Výzkumní pracovníci 17 500 ( 2017 )
Prezident Ursula Bassler ( z ) (od2019)
Směr Fabiola Gianotti (od2016)
Přidružení ORCID ( d ) , Digital Preservation Coalition ( en ) , Fondation Linux , World Wide Web Consortium , Global Open Science Hardware ( d )
Rozpočet 1230 200 000 švýcarských franků (2018)
Ocenění Zlatá medaile Niels Bohr
Princess of Asturias Prize za vědecký a technický výzkum (2013)
webová stránka (en)  home.cern
Datový portál opendata.web.cern.ch

Evropská organizace pro jaderný výzkum , také známý jako Evropská laboratoř pro fyziku částic a obyčejně odkazoval se na zkratkou CERN nebo Cern (od názvu Evropské rady pro jaderný výzkum , provizorní orgán zřízený v roce 1952), je největší částice fyzikální centrum světa.

To se nachází jen několik kilometrů od Ženevy , Švýcarsko , rozkročit se nad hranicí francouzsko-švýcarské, v obcích Meyrin , Prévessin-Moëns a Saint-Genis-Pouilly . Kroužky akcelerátorů se táhnou zejména pod francouzskými obcemi Saint-Genis-Pouilly a Ferney-Voltaire ( departement Ain ).

Dějiny

Tvorba

Po druhé světové válce evropský výzkum ve fyzice téměř neexistuje, zatímco před několika lety byl na vrcholu své slávy. Za těchto podmínek francouzský Louis de Broglie , nositel Nobelovy ceny za fyziku v roce 1929 , zahájil během evropské konference o kultuře v Lausanne v roce 1949 myšlenku vytvořit evropskou vědeckou laboratoř.

V roce 1952 se za podpory UNESCO , které podpořilo vytvoření regionálních vědeckých laboratoří, rozhodlo jedenáct evropských vlád zřídit Evropskou radu pro jaderný výzkum (CERN). Během setkání v Amsterodamu bylo vybráno místo, kde budou umístěna zařízení CERN: bude to ve Švýcarsku v obci Meyrin , která se nachází proti francouzsko-švýcarským hranicím poblíž Ženevy .

Vývoj stránek

První práce na výstavbě laboratoře a jejího urychlovače začnou v měsíciKvěten 1954. The29. září 1954, úmluvu CERN ratifikovalo 12 evropských států a CERN je oficiálně vytvořen; nyní se jí říká Evropská organizace pro jaderný výzkum.

V roce 1957 byl uveden do provozu první akcelerátor, Proton Synchro-Cyclotron (SC) . Je uveden do provozu první velký urychlovač CERN , protonový synchrotron (PS)5. února 1960dánský fyzik Niels Bohr .

V roce 1965 francouzská vláda udělila CERNu právo rozšířit svou doménu na francouzské půdě. Ve stejném roce byla schválena výstavba protínajících se skladovacích kruhů (ISR), jejich uvedení do provozu bylo plánováno na rok 1971 . V roce 1967 byla uzavřena dohoda s Francií a Německem o výstavbě komory s vodíkovými bublinami. V roce 1971 byla postavena druhá laboratoř pro uložení Super Proton Synchrotron (SPS) s obvodem 7 kilometrů. V roce 1976 se obě laboratoře sejdou.

V roce 1981 bylo rozhodnuto postavit urychlovač s velkým elektronovým pozitronem (francouzsky LEP nebo urychlovač s velkým elektronem a pozitronem ) v tunelu s obvodem 27 kilometrů. Tehdy to byl největší urychlovač částic na světě a nejsilnější leptonový urychlovač . Je slavnostně otevřen dne13. listopadu 1989. To bylo jen s LHC nebo Large Hadron Collider , že10. září 2008 a kdo znovu použije svůj tunel, že je sesazen z trůnu.

Nahrazení LEP LHC

V roce 1994 byla schválena výstavba Large Hadron Collider (LHC nebo francouzský Large Hadron Collider ). Japonsko, které má zájem, se po pozorování svých finančních příspěvků pro LHC v roce 1995 stalo pozorovatelským státem , následovaným Spojenými státy v roce 1997 .

v Květen 2001začíná zahájení demontáže LEP , aby byl ponechán volný tunel pro LHC . The10. září 2008Je Large Hadron Collider (LHC), vstoupí do služby. Je to dosud největší světový urychlovač částic . The19. září 2008, nehoda způsobí únik hélia, který vyžaduje opravu a vypnutí akcelerátoru. The20. listopadu 2009, opravy LHC byly dokončeny a zkoušky se postupně obnovují. První srážky částic při 7  T eV nastaly kolem 13:0030. března 2010, což je z hlediska energie nejdůležitější umělá srážka částic. Proto se plánuje provozovat LHC po téměř nepřerušovanou dobu 18 až 24 měsíců, aby se znovu objevily částice standardního modelu a ověřily se různé detektory tvořící LHC. Na konci toho jsou plánovány srážky s energií 14  TeV , které by měly umožnit objevovat dosud neznámé částice, což zneplatňuje nebo potvrzuje několik konkurenčních fyzikálních teorií.

The 3. června 2015, po prvním provozním cyklu (2009–2013) a 2 letech oprav jsou stroje LHC restartovány po dobu 3 let bez přerušení (24 hodin denně).

Konec dubna 2016, kamenná kuna, která vstoupila do tunelů LHC, způsobila „závažné elektrické rušení v pátek v 5:30“. Kuna poškodila transformátor, což způsobilo selhání systému několik dní.

Program obnovy 2015--2025

V roce 2015 zahájil CERN program obnovy své infrastruktury s cílem zvýšit svou výrobní kapacitu z 1,2 milionu Higgsových bosonů ročně na 15 milionů. Na okruhu 27 km bude 1,2 km vybaveno novými technologiemi a staví se nové supravodivé magnety.

v Květen 2017„CERN uvádí Linac-4 , 90metrový lineární urychlovač částic, který se nachází 12 metrů pod zemí. Jeho propojení se strukturou LHC bude provedeno v letech 2019--2020.

Objevy

V roce 1983 se elektroslabá teorie je téměř zcela potvrzeny, slabé a elektromagnetické síly jsou téměř jednotné. Také v tomto roce, 13. září , začíná první práce LEP. V roce 1984 , Carlo Rubbia a Simon van der Meer obdržel Nobelovu cenu za fyziku v říjnu za objev týkající se electroweak síly . Po inauguraci LEP v roce 1989 byly potvrzeny předpovědi teorie o elektroslabé síle , zejména existence nabitých částic ( W bosony ), jejichž hmotnost je asi 80krát větší než proton, stejně jako d 'neutrální částice ( z boson ), jejichž hmotnost je asi 91 krát, že z protonu.

V letech 1989 a 1990 , Tim Berners-Lee , spojený Robert Cailliau , navrhl a vytvořil hypertextový informační systém , na World Wide Web .

V roce 1992 , Georges Charpak obdržel Nobelovu cenu za fyziku za práci vykonanou v CERNu v roce 1968 (rozvoj multi-wire proporcionální komory ).

The 18. listopadu 2010Vědci oznamují, že se jim poprvé podařilo zachytit atomy antihydrogenů v magnetickém poli.

The 4. července 2012, je identifikována nová částice, jejíž vlastnosti se zdají kompatibilní s vlastnostmi Higgsova bosonu, jak je popsáno v teorii. Další výsledky tohoto experimentu zpracované v průběhu roku 2013 umožnily potvrdit, že tato nová elementární částice je Higgsův boson, jehož vlastnosti jsou dosud kompatibilní s vlastnostmi popsanými ve standardním modelu . Nobelova cena za fyziku byla v roce 2013 udělena teoretickým fyzikům Françoisovi Englertovi a Peteru Higgsovi za jejich teoretickou práci na této částice, která předpovídala její existenci od 60. let.

Zařízení

CERN neprovozuje jediný urychlovač částic ke studiu struktury hmoty, ale celou řadu dalších strojů (někdy nazývaných vstřikovače). Částice, které jimi postupně procházejí, se postupně zrychlují, čímž dávají částicím stále více energie. Tento komplex v současné době zahrnuje několik lineárních a kruhových urychlovačů.

Budovy, které tvoří vědecký komplex, jsou očíslovány bez zjevné logiky. Například budova 73 je zaklíněna mezi budovami 238 a 119. Pluralita jazyků a národností (více než 80) v CERNu částečně inspirovala Cédrica Klapische při tvorbě filmu L'Auberge Espagnol .

Řetěz urychlovačů částic kolem LHC

Nejvýkonnější instalací CERNu je Large Hadron Collider (LHC), která byla uvedena do provozu dne10. září 2008 (původně plánováno v listopadu 2007). LHC je na samém konci řetězce akcelerátoru. V případě zrychlení protonů se ubírají následující cestou:

  1. Všechno to začíná zdrojem protonů zvaným „duoplasmatron“. Toto zařízení o velikosti plechovky používá vodík k výrobě protonů s počáteční energií 100  k eV (jádro obyčejného vodíku je tvořeno jediným protonem). Tento plyn pocházející z láhve je vstřikován řízenou rychlostí do komory zdroje, kde je ionizován, aby extrahoval jediný elektron z každého atomu. Výsledné protony jsou poté vyvrženy elektrickým polem do dalšího kroku.
  2. Lineární protonový urychlovač Linac-2, který byl uveden do provozu v roce 1978 . Představuje (spolu se zdrojem protonů) první článek v řetězci a je nejpoužívanější instalací v CERNu; míra jeho dostupnosti je 98 až 99% a jeho odstavení je plánováno na zhruba rok 2017, kdy bude nahrazen Linac-4 . Linac-2 urychlí protony na jedné třetině rychlosti světla , které se odráží o energii 50  MeV na částice.
  3. Při opuštění Linac-2 jsou protony injikovány do PS-Booster . Jedná se o malý synchrotron s obvodem 157  m, který přivádí energii na 1,4  GeV na proton, což odpovídá 91,6% rychlosti světla. Protony se poté injikují do PS.
  4. PS nebo Proton Synchrotron , s obvodem 628 metrů, a vybavený 277  elektromagnety včetně 100 dipólů, které se používají k ohýbání svazku částic. Je to jeden z nejstarších kusů vybavení v CERNu, jak byl uveden do provozu v roceListopad 1959, ale od té doby prošel několika úpravami. Tento stroj se v současné době používá k urychlení protonů, ale také iontů . Během své kariéry působil také jako urychlovač antiprotonů , elektronů a pozitronů (antielektronů). Zvyšuje energii protonů až na 25  GeV a zrychluje je na 99,9% rychlosti světla. Od této fáze již není zvýšení rychlosti významné, protože se přibližujeme ke světlu, které představuje podle teorie relativity nepřekonatelnou hranici. Zvýšení energie částic je nyní hlavně výsledkem zvýšení jejich hmotnosti .
  5. Super Proton Synchrotron (SPS), s obvodem 7  km , vybavené 1317 elektromagnety, včetně 744 dipólů. Pohání protony na 450  GeV . To bylo uvedeno do provozu v roce 1976 jako akcelerátor jednoduchý, převeden Collider proton-antiproton v roce 1983, než se stal novým injektorovým řetězcem od roku 1989 do LEP , poté pro jeho nahrazení, LHC . Stejně jako PS i SPS během své kariéry zrychlil různé částice (protony, antiprotony, víceméně masivní ionty, elektrony, pozitrony). Od počátku LHC funguje SPS pouze s protony nebo ionty .
  6. A konečně LHC nebo Large Hadron Collider (francouzsky Large Hadron Collider ) s obvodem 26 659 km , využívající supravodiče , a kde protony mohou dosáhnout 7  TeV ( tj . Energetická hladina na částici 70 milionůkrát  větší než ta, kterou produkuje zdroj duoplasmatron).

V rámci experimentu ALICE LHC také zrychluje ionty olova a pro druhé je cesta mírně odlišná: produkované „zdrojem ECR“ z odpařeného a poté ionizovaného olova prochází ionty olova prvním zrychlením. V Linac-3 lineární urychlovač, poté projdou LEIR (nízkoenergetický iontový kruh). Teprve potom ionty následují stejnou cestu jako protony, a to prostřednictvím PS, SPS a LHC (zdroj ECR, Linac-3 a LEIR proto nahrazují duoplasmatron, Linac-2 a „ Posilovač “). Jak se zrychlují, jsou tyto ionty v několika fázích zbaveny svých elektronů, dokud nezůstanou jen „nahá“ atomová jádra, která mohou dosáhnout energie každého z 574  TeV (tj. 2, 76  TeV na nukleon ).

Každé zařízení CERN má jednu nebo více experimentálních hal, které jsou k dispozici pro experimenty. Takto lze zrychlené protony z posilovače, PS a SPS nasměrovat buď na další urychlovač v řetězci, nebo do experimentálních oblastí, nejčastěji s pevným cílem (kolize mezi paprsky a cílem, aby produkovat nové částice).

Další instalace a experimenty v CERNu

Přestože je LHC v současnosti největším a nejvíce propagovaným zařízením, v CERNu je přítomno další vybavení a výzkumné práce.

AD, antiprotonový tlumič

Antiproton zpomalovač  (v), je zařízení pro výrobu antiprotons málo energie. Ve skutečnosti mají antiprotony během svého vytváření (působením protonů přicházejících z PS na kovový cíl) příliš vysokou rychlost, aby je bylo možné během určitých experimentů využít, a navíc jejich trajektorie a jejich energie jsou nesourodé. Antiprotonový decelerátor byl vyroben za účelem zotavení, kontroly a nakonec zpomalení těchto částic na přibližně 10% rychlosti světla . K tomu využívá elektromagnety a silná elektrická pole. Jakmile jsou tyto antiprotony „zkrocené“, lze je použít v dalších experimentech:

  • ACE ( Antiproton Cell Experiment ): experiment, který studuje účinnost antiprotonů v boji proti rakovině vstřikováním paprsku těchto částic do živých buněk in vitro . Uvolněná energie zničením mezi injikovanými antiprotony a protony atomových jader pak zničí buňky. Cílem je být schopen zničit rakovinné nádory promítnutím antiprotonů, což je metoda, která by byla výhodnější než jiné terapie paprskem částic, protože je méně škodlivá pro zdravé tkáně. První výsledky jsou slibné, ale lékařské aplikace se neočekávají přibližně deset let.
  • ALPHA a ATRAP  : cílem těchto experimentů je studium rozdílů ve vlastnostech mezi hmotou a antihmotou . Za tímto účelem jsou vytvořeny atomy antihydrogenů (složené z antiprotonu a pozitronu ) a jejich vlastnosti jsou poté porovnány s charakteristikami běžných atomů vodíku.
  • ASACUSA  : Tento experiment má stejný cíl jako předchozí dva, ale s jinou metodou. Namísto použití atomů antihydrogenů budou fyzici ASACUSA vyrábět mnohem exotičtější konfigurace, jako je antiprotonové helium , to znamená atomy helia, jejichž jeden z elektronů byl nahrazen antiprotonem! (připomenutí: antiproton má záporný elektrický náboj, například elektron ). Výhodou těchto konfigurací je, že se snadněji vyrábějí a mají delší životnost než antihydrogen.
  • AEgIS  : experiment, jehož hlavním cílem je ověřit, zda jsou účinky gravitace na antihmotu totožné (či nikoli) s těmi, které působí na hmotu. Je zvažováno několik hypotéz, včetně možnosti, že u antihmoty je účinek gravitace obrácen.
OBSAZENÍ

C ERN kce S Olar T dalekohled (teleskop pro solární nervové výběžky CERN). Přístroj pro detekci hypotetickýchaxiízeslunce.

Axiony jsou částice, o kterých se domníváme, že jsou součástí temné hmoty , a které by také vysvětlily původ malých rozdílů pozorovaných mezi hmotou a antihmotou, a tudíž zájem zkoumat jejich existenci. Princip činnosti CAST spočívá v umístění silného magnetického pole do dráhy těchto částic ve správně orientovaných vakuových trubicích, které by mělo mít za následek jejich transformaci na rentgenové záření, když jím procházejí. Zaznamenávat se má právě toto rentgenové záření, které je snáze detekovatelné než samotné osy. Pokud existují axiony, je pravděpodobné, že jsou přítomny ve středu naší hvězdy, z tohoto důvodu je CAST dalekohled, který je díky mobilní platformě namířen ve směru Slunce.

Všimněte si, že tento pokus znovu použije určitý počet již existujících komponent: prototyp supravodivého dipólu magnetu, který byl použit pro návrh LHC, kryogenní chladicí zařízení, které se použije pro DELPHI pokus o velké elektron-pozitronové urychlovače (LEP ) a rentgenový zaostřovací systém z vesmírného programu . Kombinací technik z astronomie a částicové fyziky je CAST také jediným experimentem, který nepoužívá paprsek produkovaný urychlovači, ale přesto těží z dovedností získaných v CERNu.

MRAK

V C osmics L eaving nebo tdoor D roplets (Kosmické záření výrobu vnější kapiček)

CLOUD  (in) je plánován na průzkumné zkoumání možného vlivu kosmických paprsků na tvorbu mraků . Ve skutečnosti by tyto nabité částice přicházející z vesmíru dokázaly produkovat nové aerosoly ovlivňující tloušťku oblačnosti. Satelitní měření umožňují podezření na korelaci mezi tloušťkou mraků a intenzitou kosmického záření. Avšak variace oblačnosti o několik procent mohou mít rozhodující vliv na klima a tepelnou rovnováhu naší planety.

CLOUD, stále v přípravné fázi s prototypovým detektorem, bude sestávat z mlhové komory a „reakční komory“, ve které lze rekonstituovat tlakové a teplotní podmínky jakékoli oblasti atmosféry a které budou vystaveny částicovému toku produkovaný PS simulujícím kosmické paprsky. Více zařízení bude sledovat a analyzovat obsah těchto komor. Toto je poprvé, co byl ke studiu atmosféry a podnebí použit urychlovač částic. Tento experiment by mohl „dramaticky změnit naše chápání mraků a podnebí“.

KOMPAS

CO mmon M Uan a P ROTON pparatus pro S TRUKTURA a S pectroscopy

Tento všestranný experiment spočívá ve zkoumání struktury hadronů (jejichž součástí jsou proton a neutron , složky hmoty, z nichž jsme vyrobeni), a tedy vazeb mezi gluony a kvarky, které je tvoří. K tomu využívá protony zrychlené SPS . Mezi různé cíle patří mimo jiné:

  • studovat původ z nukleonů spinu , zejména role gluony. K tomu jsou vytvořeny miony (nestabilní částice, srovnatelné s elektronem, ale hmotnější), které se promítají na „polarizovaný cíl“;
  • detekce kuliček lepidla , hypotetických částic sestávajících pouze z gluonů;
  • stanovení hierarchie různých typů hadronů vytvořením a následným použitím pionového paprsku .
CTF3

C LIC T is F acility 3 . Zkušební místo, kde se CERN již připravuje po LHC, jako součást projektu Compact Linear Collider (CLIC).

Cílem je vývoj urychlovače nové generace, CLIC, který umožní prohloubit objevy provedené LHC, ale za cenu a rozměry instalace, které by zůstaly relativně rozumné. Cílem je dosáhnout energie srovnatelné s energií získanou na LHC, ale tentokrát s srážkami elektronů a pozitronů (místo srážek protonů / protonů), což otevře nové perspektivy.

Princip fungování budoucího CLIC je založen na dvoupaprskovém systému, který by měl umožňovat vytváření vyšších zrychlovacích polí než u předchozích urychlovačů, tj. Řádově 100 až 150  MV / m . Hlavní paprsek bude zrychlen radiofrekvenčním výkonem , který bude produkován paralelním paprskem elektronů s nižší energií, ale s vysokou intenzitou. Je to zpomalení tohoto „hnacího paprsku“, které poskytne energii použitou pro zrychlení hlavního paprsku. Mohli bychom tento princip porovnat s principem elektrického transformátoru, který by produkoval elektrický proud vysokého napětí z proudu s nízkým napětím, ale za cenu poklesu intenzity .

DIRAC

DI meson R elativistic Tomic C omplex (relativistické atomové komplex di-mezonů). Tento experiment si klade za cíl lépe porozumětsilné interakci,která vážekvarkydohromady, čímž tvoříhadrony. Přesněji řečeno, jde o testování chování této síly na „velké“ vzdálenosti a při nízké energii.

Za tímto účelem DIRAC studuje rozpad pionických atomů (nebo pionií , tj. Nestabilních sestav pozitivních a negativních pionů ) nebo atomů „[πK]“ (každý je tvořen pionem a kaonem opačných nábojů, také nestabilní). Životnost těchto exotických sestav, vyrobit pomocí protonového svazku PS, je „měří na úroveň přesnosti nikdy předtím dosaženo“.

ISOLDE

I sotope S eparator O n L ine ze Tector (dále izotop separátor on-line  (v) )

ISOLDE, nazývaná „alchymická továrna“, je zařízení, které umožňuje výrobu a studium velkého počtu nestabilních izotopů , z nichž některé mají poločas rozpadu jen několik milisekund. Tyto izotopy jsou produkovány dopadem protonů pocházejících z PS injektoru na cíle různých složení (od helia po radia). Jsou odděleny hmotou a poté zrychleny, aby je bylo možné studovat. Mnoho z těchto experimentů používá detektor gama záření zvaný „  Miniball  “.

ISOLDE tedy snaží zkoumat strukturu atomového jádra v podstatě, ale má také další cíle v biologii , astrofyzice a dalších oborech fyziky ( atomové , polovodičové , základní fyziky).

Tým ISOLDE pozoroval abnormální tepelný efekt (AHE) během elektrolýzního experimentu s palladiovou elektrodou známou od roku 1989 a odhalil jej během semináře.

n_TOF

„Neutronová továrna“. Pomocí protonů z PS je toto zařízení určeno k produkci neutronů s vysoce intenzivními toky a širokou škálou energií. Instalace, známá jako „měření neutronové doby letu“, umožňuje přesné studium procesů, do nichž jsou tyto částice zapojeny. Získané výsledky jsou zajímavé pro různé výzkumné projekty, ve kterých hrají roli neutronové toky: jaderná astrofyzika (zejména pokud jde o vývoj hvězd a supernovy ); ničení radioaktivního odpadu  ; nebo léčba nádorů paprsky částic.

Akcelerátory demontovány

Od svého uvedení do provozu CERN používal několik urychlovačů , z nichž některé byly demontovány, aby vyhovovaly dalším, které jsou pro současný výzkum účinnější nebo vhodnější. Tyto akcelerátory jsou:

  • Linac1, první lineární urychlovač CERN, uveden do provozu v roce 1959 a nahrazen Linac3 v roce 1993  ;
  • 600 MeV synchrocyclotron (SC) , který byl v provozu od roku 1957 do roku 1991 . Měl elektromagnet složený ze dvou cívek o průměru 7,2 metru a každé o hmotnosti 60 tun; 
  • CESAR, „elektronový akumulační a akumulační kruh“, dokončený v roce 1963 a demontovaný v roce 1968 . Uvedení CESAR do provozu bylo obtížné, ale umožnilo to získat užitečné know-how pro vývoj budoucích urychlovačů CERN;
  • že křížící se skladování Rings (ISR, křížící se skladování Prsteny), postavený v roce 1966 na 1971 a do provozu až do roku 1984 . Byli vůbec prvním protonovým urychlovačem, který byl také prvním urychlovačem částic, který používal supravodivé magnety (od listopadu 1980 ), poté prvním, který způsobil srážky mezi protony a antiprotony (v dubnu 1981 );
  • Large Electron Positron (LEP), v provozu od roku 1989 do roku 2000 má být nahrazena LHC. LEP byl ve své době největším urychlovačem v CERNu, který kolidoval s elektrony a pozitrony  ;
  • kroužek Nízkoenergetický antiproton (LEAR), do provozu v roce 1982 , což umožnilo, aby sestavit první atomy antihmoty v roce 1995 . To bylo odstaveno v roce 1996, aby se přeměnilo na LEIR (Ring of low energy ionts) určený k zásobování LHC těžkými ionty.

Demontované experimenty

  • CNGS

C ern N eutrinos to G běžel S asso (Neutrinos z CERN do Gran Sasso).

Toto zařízení spočívá ve výrobě paprsku neutrin, který je směrován do laboratoře v Itálii a vzdálené 732 kilometrů. Za tímto účelem jsou protony zrychlené SPS posílány na grafitový cíl . Výsledné srážky produkují nestabilní částice zvané piony a kaony , které jsou magnetickým zařízením zaostřeny do kilometrového vakuového tunelu, kde se rozpadnou. Tyto rozpady zase generovaly miony a především neutrina. Štít a pak skála za koncem tunelu absorbují všechny částice (miony, nerozpadlé piony a kaony nebo protony, které prošly cílem) jiné než neutrina, která jsou tedy jedinými pokračovat v jejich trase. Sestava je orientována takovým způsobem, že výsledný neutrinový paprsek je směrován do italské laboratoře instalované v Gran Sasso , kde bude analyzován přístroji vyrobenými pro tento účel. Cílem toho všeho je studovat fenomén oscilace neutrin  : Ve skutečnosti existují tři typy (nazývané příchutě) neutrin a nyní se připouští, že tyto částice „kmitají“ mezi těmito třemi příchutěmi a transformují se z jedné na druhou . CNGS umožňuje studium těchto oscilací, protože produkovaná neutrina jsou výlučně muonové příchuti , zatímco na úrovni Gran Sasso a po cestě 732  km uvnitř Země budou některé transformovány na jiné příchutě, které mohou být zaznamenáno. První paprsky neutrin byly vyzařovány v létě roku 2006. Vzhledem k nízké interaktivitě neutrin a nedostatku jejich oscilací budou nutné roky experimentů a sběru dat. vKvěten 2010Byla pozorována první událost odpovídající oscilaci jednoho z neutrin produkovaných CNGS. Toto zařízení bylo odstaveno v prosinci 2012 po šesti letech služby. Tunely CERN používané pro CNGS budou nyní použity k hostování experimentu AWAKE (Advanced WAKefield Experiment) dodávaného s protony SPS, který by měl začít fungovat na konci roku 2016.

Ochrana životního prostředí v CERNu

Monitorování životního prostředí v CERNu provádí na jedné straně jednotka HSE ( Zdraví a bezpečnost a ochrana životního prostředí ) a na druhé straně dva externí orgány: Federální úřad pro veřejné zdraví (Švýcarsko) a „ Institut pro radiační ochranu a Jaderná bezpečnost (Francie). FOPH zahájila program monitorování nulového bodu CERN, jehož cílem je získat referenční bod radiologické situace kolem CERN před uvedením Large Hadron Collider do provozu .

Výpočet v CERNu

Různé akcelerátory přítomné v řetězci generují objem dat, který vyžadoval školení fyziků v problematice velkých dat a algoritmické logiky specifické pro IT, aby mohli provádět své experimenty.

Celosvětová Síť

CERN má významné místo ve vývoji určitých počítačových technologií. Nejznámější je určitě World Wide Web (prostřednictvím vývoje protokolu HTTP a jazyka HTML ), který vznikl z projektu INQUIRE na počátku 80. let , který vyvinuli Tim Berners-Lee a Robert Cailliau . To nebylo až do roku 1989 , že World Wide Web projekt spatřil světlo světa, který je stále vyvinuté těmito dvěma lidem a pomáhal několik dalších. Cílem World Wide Web je usnadnit výměnu informací mezi vědci z mezinárodních týmů provádějících jejich experimenty v CERN. Za tímto účelem byl navíc vytvořen nástroj pro správu elektronických dokumentů využívající web, službu Engineering and Equipment Data Management Service .

První web byl spuštěn v roce 1991 a web April 30 , 1993 ooznačuje oficiální přechod World Wide Web do veřejné sféry.

CERN se podílel na zavádění technologií souvisejících s internetem v Evropě , a to uvedením dvou směrovačů Cisco v CERN v roce 1987 , které byly pravděpodobně první, které byly představeny na evropském kontinentu.

Výpočetní mřížky

Evropská organizace také vyvíjí technologie související s výpočetními mřížkami , aby umožnila zpracování velkého množství informací produkovaných různými fyzikálními experimenty, a zároveň omezila investice do počítačů. Enabling Grids for e-Science (EGEE) je nejpokročilejší projekt v současnosti a jeho cílem je zejména zpracovat data generovaná experimenty LHC. Tato síť v globálním měřítku využívá více než 41 000 procesorů patřících do více než 240 organizací ve 45 zemích.

OpenLab

V lednu 2003 byla prostřednictvím projektu openlab zahájena spolupráce se soukromými společnostmi v IT sektoru, jako jsou Hewlett-Packard , Intel nebo Oracle .

Organizace

Hlavní směry organizace, ať už na vědecké, technické nebo správní úrovni, jsou definovány Radou CERN. Členské země jsou v Radě zastoupeny dvěma lidmi, z nichž jeden zastupuje vládu a druhý vědeckou komunitu její země. Každá členská země má jeden hlas a rozhodnutí se přijímají prostou většinou.

Generální ředitel

Generální ředitel, vědeckým tradicí, je jmenován radou na období pěti let, a chopil se úřadu 1. st  leden . Zde je seznam generálních ředitelů od založení CERN:

Mandát Portrét Příjmení Rodná země Poznámka
1952-1954 Edoardo Amaldi Edoardo Amaldi Itálie Generální tajemník organizace před CERN
1954-1955 Felix bloch Felix Bloch švýcarský -
1955-1960 Cornelis Bakker Leden Cornelis Bakker  (en) Holandsko ředitel Září 1955 až do své smrti při leteckém neštěstí v Duben 1960
1960-1961 John Adams John Bertram Adams  (en) Spojené království Úřadující ředitel
1961-1965 Victor Weisskopf Victor Weisskopf Rakousko -
1966-1970 Bernard Gregory Bernard Gregory Francie -
1971-1975 Willibald Jentschke Willibald Jentschke  (en) (spolurežisér) Rakousko Ředitel laboratoře I v Meyrinu
John Adams John Bertram Adams  (en) (spolurežisér) Spojené království Ředitel Laboratoře II v Prévessinu
1976-1980 Leon van Hove Léon van Hove (spolurežisér) Belgie Generální ředitel pro výzkum
John Adams John Bertram Adams  (en) (spolurežisér) Spojené království Výkonný generální ředitel
1981-1988 Herwig schopper Herwig schopper Německo -
1989-1993 Carlo Rubbia Carlo Rubbia Itálie -
1994-1998 Christopher Llewellyn Smith Christopher Llewellyn Smith  (en) Spojené království -
1999-2003 Luciano Maiani Luciano Maiani San Marino ( Itálie ) -
2004–2008 Robert aymar Robert aymar Francie -
2009–2015 Rolf-Dieter Heuer Rolf-Dieter Heuer Německo -
2016-2020 Fabiola Gianotti Fabiola Gianotti Itálie -

Personál

V roce 2015 zaměstnával CERN 3 197 zaměstnanců na plný úvazek. Je to největší výzkumné středisko fyziky vysokých energií na světě. Kromě toho hostí kolem 13 000 vědců (zastupujících 500 univerzit a více než 100 zemí nebo téměř polovinu globální komunity v této oblasti), kteří se navzájem sledují při provádění experimentů v CERNu.

Členské státy

v prosince 2018Existuje 23 členských států CERN, které jako přispěvatelé do rozpočtu organizace mají sídlo a hlas v Radě, která definuje všechny hlavní programy.

Zakládající státy jsou:

Jugoslávie opustila CERN v roce 1961 .

Připojili se k nim:

Přidružené členské státy v předvstupní fázi:

Přidružené členské státy:

Rozdělení rozpočtových příspěvků podle státu (2015)

Členský stát Příspěvek Mil. CHF Mil. eur
Německo 20,47% 228,9 209,8
Francie 15,13% 169,1 155,0
Spojené království 14,26% 159,4 146,2
Itálie 11,06% 123.6 113,3
Španělsko 7,82% 87,4 80.1
Holandsko 4,55% 50.8 46.6
švýcarský 3,87% 43.2 39.6
Švédsko 2,82% 31.5 28.9
Norsko 2,80% 31.3 28.7
Belgie 2,76% 30.8 28.3
Polsko 2,75% 30.7 28.1
Rakousko 2,21% 24.7 22.7
Dánsko 1,77% 19.7 18.1
Řecko 1,45% 16.2 14.8
Finsko 1,38% 15.4 14.1
Izrael 1,34% 14.9 13.7
Portugalsko 1,15% 12.8 11.7
Česko 1,00% 11.1 10.2
Maďarsko 0,62% 6.9 6.3
Slovensko 0,50% 5.5 5.1
Bulharsko 0,29% 3.2 2.9

Rozpočet je oficiálně ve švýcarských francích. Směnný kurz: 1  CHF = 0,916 595 EUR (28. března 2016)

Státy a organizace pozorovatelů

K dispozici je také status pozorovatele, který umožňuje jeho držiteli účastnit se zasedání rady a mít přístup ke veškeré své dokumentaci, aniž by však měl hlasovací právo. Tyto země a organizace se podílejí na provozních nákladech experimentů, kterých se účastní.

Státy a organizace pozorovatelů jsou:

Státy účastnící se programů CERN

I když nejsou členy ani pozorovateli, mnoho států se účastní výzkumných programů organizace:

Vzdělání

CERN má také mnoho programů pro učitele a pedagogy přírodovědných předmětů i pro širokou veřejnost.

V letech 1965 až 1997 uspořádal Rafel Carreras , který byl odpovědný za všeobecný vzdělávací program, dvě série akcí určených pro širokou veřejnost: „Science pour tous“, týdenní konference a každý měsíc večer konference „Sciences aujourd“ hui. „hui“. Otevřeno všem přitahuje velké publikum z oblasti Ženevy. Během těchto konferencí vysvětluje a komentuje nedávné vědecké články o předmětech souvisejících s astrofyzikou, fyzikou, biologií a humanitními vědami.

Přístup

Přístup autem je po trase de Meyrin (švýcarská strana) a departementu D984F (francouzská strana), které se připojují k organizaci na hranici mezi Francií a Švýcarskem .

CERN je také podáváno řádek 18 Ženevské tramvaj z jednotlivých transportů veřejnosti Genevois (TPG). Zastávka tramvaje, která se nachází na území Švýcarska, nese stejný název jako organizace a je severním koncem linky. Prodloužení tratě na francouzském území bylo plánováno, ale nakonec bylo upuštěno po oznámení Švýcarska o nefinancování tohoto prodloužení.

Poznámky a odkazy

  1. „  CERN ve zkratce  “ , CERN (přístup 21. ledna 2008 ) .
  2. "  CERN publikuje analýzu incidentu LHC | Tisk a vztahy s médii  “ , na press.cern (přístup k 30. dubnu 2018 ) .
  3. Laurent Sacco, „  Kolize LHC se blíží energiím velkého třesku  “ , Futura-Sciences,31. března 2010(k dispozici na 1. st duben 2010 ) .
  4. "  LHC: Lov částic se otevírá!"  » , Národní centrum pro vědecký výzkum ,26. března 2010(k dispozici na 1. st duben 2010 ) .
  5. David Larousserie, „  CERN Particle Accelerator: Four Questions on the Awakening of a Giant  “ , na lemonde.fr ,4. června 2015(zpřístupněno 16. května 2017 ) .
  6. „  Kuna vypíná CERN LHC  “ , na lefigaro.fr ,30.dubna 2016(zpřístupněno 16. května 2017 )
  7. Joël Ignasse, „  LHC se připravuje na významnou transformaci  “ , na sciencesetavenir.fr ,30. října 2015(zpřístupněno 14. května 2017 ) .
  8. Joël Ignasse, „  Nový urychlovač v Cern pro zvýšení LHC  “ , na sciencesetavenir.fr ,9. května 2017(zpřístupněno 14. května 2017 ) .
  9. (in) „  Vědci zachycují průlom částic antihmoty v atomech  “ , CNN, zveřejněná 18. listopadu 2010.
  10. (en) „  Je to Higgsův boson  “ , zveřejnění 8. května na webu CERN.
  11. „  Discover the CERN accelerator chain  “ ( Archiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Co dělat? ) , Na cern.ch (přístup 11. května 2017 ) .
  12. Jérôme Fenoglio, „  Le CERN, labo-monde  “ , na lemonde.fr ,26. července 2010(zpřístupněno 14. května 2017 ) .
  13. (en) „  CERN Hadrons Linacs  “ .
  14. Flash video: LHC France> The accelerator> video „path of a proton from source to collision“ (anglicky s francouzskými titulky).
  15. „  Bulletin CERN - Linac-2: čtvrt století v kuse!“  » ( Archiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Co dělat? ) , Na Cern.ch (konzultováno 11. května 2017 ) .
  16. Prvních 28  geV protonových synchrotronů v provozu v roce 1959 je jeho pre-akcelerátor (nebo injektor). Je stále v provozu.
  17. „PS - protonový synchrotron“ , home.cern (zpřístupněno 11. května 2017).
  18. „The SPS - The Proton Super Synchrotron “ , home.cern (přístup 11. května 2017).
  19. „Dva akcelerátory v jednom“ , lhc-france.fr (přístup 11. května 2017).
  20. „AD - Antiproton Decelerator“ , public.web.cern.ch, přístup k květnu 2009.
  21. „  ACE - Antiproton Cell Experiment  “ , public.web.cern.ch, přístup k květnu 2009.
  22. „  ALPHA - Antihydrogen Laser PHysics Apparatus  “ , public.web.cern.ch, zpřístupněno v květnu 2009.
  23. „  ATRAP - Antihydrogen TRAP  “ , public.web.cern.ch, přístup k květnu 2009.
  24. „  ASACUSA - atomová spektroskopie a kolize pomocí pomalých antiprotonů  “ , public.web.cern.ch, přístup k květnu 2009.
  25. „  VÍTEJTE NA AEgIS  “ , aegis.web.cern.ch, přístup červenec 2009.
  26. CEA - služba urychlovačů, kryogeniky a magnetismu; Programy; Porušení antihmoty a CP; Projekt Anti-Hydrogen , konzultován v červenci 2009.
  27. „  CAST - CERN Solar Axion Telescope , A dalekohled pro nové částice“ , public.web.cern.ch, zpřístupněno v květnu 2009.
  28. „  CLOUD - Kosmics opouštějící kapičky OUtdoor , kosmické paprsky a vznik mraků“ , public.web.cern.ch, zpřístupněno v květnu 2009
  29. „  COMPASS - COmonon Muon and Proton Apparatus for Structure and Spectroscopy  “ , public.web.cern.ch, zpřístupněno v květnu 2009.
  30. „Projekt CLIC - kompaktní lineární urychlovač “ , public.web.cern.ch, konzultován v květnu 2009.
  31. (in) „  Zkušební zařízení CLIC 3; OBECNÝ POPIS  “ , ctf3.home.cern.ch, konzultováno v květnu 2009.
  32. „  DIRAC - Dimesonův relativistický atomový komplex  “ , public.web.cern.ch, zpřístupněno 9. května 2009.
  33. (in) „  Vítejte na Dirac  ' , dirac.web.cern.ch, přístup 9. května 2009.
  34. „ISOLDE - Online separátor izotopů“ , public.web.cern.ch, zpřístupněno 9. května 2009.
  35. (in) Graham K. Hubler, Vittorio Violante, „Anomální tepelný účinek na palladium s obsahem D / H“ , CERN's ISOLDE, 14. října 2015.
  36. „n_TOF - L'usine à neutrons “ , public.web.cern.ch, přístup 9. května 2009.
  37. CERN 50 th  výročí; Jubileum v obrazech (z roku 2004). Viz data 1952 pro Synchrocyclotron, 1963 pro CESAR, 1971 pro ISR a 1992 a 1996 pro LEAR. Přístupné v září 2009.
  38. „Proton proti protonu“ , public.web.cern.ch. Přístupné v září 2009.
  39. „CNGS - Neutrina z CERNu do Gran Sasso“ , public.web.cern.ch, zpřístupněno v květnu 2009.
  40. „  AWAKE  “ , na awake.web.cern.ch (přístup 3. ledna 2016 ) .
  41. P. Vojtyla a D. Wittekind, „Úniky a prostředí CERN“, Radioaktivita prostředí a dávky záření ve Švýcarsku , 2005, kapitola 8.5 , s. 1.  108-112 .
  42. Program monitorování nulového bodu CERN , 15. října 2007.
  43. Jérôme Fenoglio, „  V CERNu, moři dat  “ , na lemonde.fr ,3. července 2010(zpřístupněno 14. května 2017 ) 0
  44. „  Engineering and Equipment Data Management Service  “ , Evropská organizace pro jaderný výzkum (přístup k 7. února 2009 ) .
  45. (in) „  Příspěvek by mohl oficiálně oznámit , že World Wide Web je veřejně dostupný 30. dubna 1993  “ na cern.ch ,2. března 2009(zpřístupněno 27. září 2018 )
  46. (in) .
  47. „Největší vědecká výpočetní síť na světě předpokládá milion pracovních míst měsíčně . “
  48. "  Výsledky EGEE  " [ archiv20. října 2007] , Evropská unie (přístup 18. října 2007 ) .
  49. (en) openlab .
  50. (in) „  Generální ředitelé v CERNu  “ .
  51. „  Naše členské státy  “ , CERN,2019(zpřístupněno 23. července 2019 ) .
  52. Členové CERN
  53. „  Izraelská vlajka v CERNu  “ , CERN,2014(zpřístupněno 15. ledna 2014 ) .
  54. "  Kyperská republika se stává přidruženým členským státem CERN | CERN Tisková kancelář  " na press.cern (přístupné 1 st 05. 2016 ) .
  55. „  Slovinsko se stává přidruženým členským státem ve fázi před členstvím v CERN | Tisk a vztahy s médii  “ , na press.cern (přístup 3. srpna 2017 ) .
  56. „  Estonsko se stává přidruženým členským státem CERN v předvstupní fázi  “ , na press.cern (přístup k 2. lednu 2021 ) .
  57. „  Lotyšsko se stane přidruženým členským státem CERN  “
  58. Země spolupracující s CERN
  59. (in) „  Mezinárodní učitelský program | CERN Teacher Programmes  “ , na teacher-programmes.web.cern.ch (přístup 5. listopadu 2018 )
  60. Roger D'Ivernois. „  Umění demystifikace  “. Gazette de Lausanne , 14. března 1984.
  61. Christian Lecomte, „  L'Ain již nečeká na tramvaj v Ženevě  “, Le Temps ,18. ledna 2015( číst online , konzultováno 22. srpna 2020 ).
  62. „  Mobilita ve dvou rychlostech ve Velké Ženevě  “

Podívejte se také

Bibliografie

  • MS Wilde, „Obří stroje na zkoumání vesmíru atomu“, Le Courrier de Unesco ,Březen 1966, str.  4-8 .

Související články

externí odkazy