CERN – widok z lotu ptaka
Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN (fr. Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) — ośrodek naukowo-badawczy położony na północno-zachodnich przedmieściach Genewy na granicy Szwajcarii oraz Francji, pomiędzy Jeziorem Genewskim, a górskim pasmem Jury. Aktualnie do organizacji trzeba dwadzieścia państw. CERN zatrudnia 2600 stałych pracowników oraz około 8000 naukowców oraz inżynierów reprezentujących ponad 500 instytucji naukowych z całego świata. Najważniejszym narzędziem ich pracy jest największy na świecie akcelerator cząstek – Wielki Zderzacz Hadronów.
Akronim CERN pochodzi od pierwotnej nazwy Europejska Rada Badań Jądrowych[1] (fr. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) oraz mimo jej zmiany po konwencji w 1953 stał się zachowany. Z uwagi na obecny stan działalności ośrodka stosowana jest także nazwa Europejskie Laboratorium Fizyki Cząstek (fr. Laboratoire Européen pour la Physique des Particules), lecz nie ma ona charakteru oficjalnego.
Nobliści[2] powiązani z CERN-em to: Felix Bloch oraz Edward Mills Purcell (1952 – za rozwinięcie nowych metod w obszarze precyzyjnych magnetycznych metod jądrowych oraz za odkrycia dokonane przy ich zastosowaniu), Samuel Ting oraz Burton Richter (1976 – za niezależne odkrycie mezonu J/ψ), Carlo Rubbia oraz Simon van der Meer (1984 – za decydujący wkład do projektu, dzięki któremu odkryto bozony W oraz Z ), Jack Steinberger, Leon Lederman oraz Melvin Schwartz (1988 – za metodę wiązki neutrinowej oraz przedstawienie dubletowej struktury leptonów poprzez odkrycie neutrina mionowego) oraz Georges Charpak (1992- 2010 – za wynalezienie oraz rozwój detektorów cząstek, w szczególności wielodrutowej komory proporcjonalnej (ang. Multiwire Proportional Chamber MWPC)).
CERN jest kolebką WWW. W 1989 Tim Berners-Lee, pracując nad usprawnieniem wymiany informacji pomiędzy badaczami opracowującymi wyniki eksperymentów na LEP-ie, stworzył język HTML oraz protokół HTTP.
Historia CERN-u
Państwa członkowskie CERN
■ Państwa założycielskie
■ Państwa, które dołączyły później
Na spotkaniu w Paryżu w lutym 1952 przedstawiciele jedenastu państw europejskich podpisali umowę o utworzeniu Rady Europejskiej Badań Jądrowych, która miała przygotować plan budowy oraz organizacji laboratorium. Do państw założycielskich należały: Belgia, Dania, Francja, Grecja, Holandia, Jugosławia, RFN, Norwegia, Szwajcaria, Szwecja oraz Włochy; wkrótce chęć współuczestnictwa w projekcie wyraziła Wielka Brytania. 29 września 1954 kraje członkowskie ratyfikowały paryską umowę. Pierwszym dyrektorem generalnym CERN-u stał się szwajcarski fizyk Felix Bloch.
W 1957 pierwszy skonstruowany w CERN-ie akcelerator – synchrocyklotron przyspieszający cząstki do energii 600 MeV pozwolił pierwszy raz zaobserwować rozpad pionu na elektron oraz neutrino. W 1973 zaobserwowano w CERN-ie prądy neutralne.
W 1976 ruszył akcelerator SPS (Super Proton Synchrotron) pozwalający przyspieszać protony do energii 300 GeV; dwa lata później po udoskonaleniu rozpędzał on już protony do energii 500 GeV. Równocześnie opracowano technikę stochastycznego chłodzenia, która pozwoliła na przyspieszenie intensywnej wiązki antyprotonów. Akcelerator SPS przekształcono w zderzacz proton-antyproton; w 1983 odkryto przewidziane teoretycznie bozony pośredniczące w oddziaływaniach słabych W oraz Z.
W sierpniu 1989 ruszył akcelerator o nazwie Large Electron-Positron Collider (LEP). Dokładniej zbadano na nim bozony W+, W- oraz Zº; dowiedziono, że są zaledwie trzy rodziny cząstek elementarnych.
Wpływ na technologię
Technologie opracowane na potrzeby CERN znajdują wiele zastosowań, m.in. w[3]:
- elektronice oraz systemach komunikacji (sieć www),
- techniki obrazowania używane w medycynie,
- obserwowanie w czasie rzeczywistym reakcji chemicznych (synchrotronowe źródła poromnieniowania rentgenowskiego),
- neutralizacja odpadów nuklearnych źródłami wysokoenergetycznych protonów.
Wielki Zderzacz Hadronów
-
10 września 2008 stał się uruchomiony akcelerator Large Hadron Collider (LHC), który przyspiesza przeciwbieżne wiązki proton-proton (14 TeV) oraz proton-jądro ołowiu (1150 TeV). Cząstki są w stanie okrążać odziedziczony po LEP-ie tunel o długości dwudziestu siedmiu kilometrów 11 000 razy na sekundę. Tory cząstek zakrzywiają schłodzone helem do 1,9 K (-271,05°C) elektromagnesy, przez które płynie prąd elektryczny o natężeniu do 11850 A.
Wielki Zderzacz Hadronów ma wielką świetlność (liczbę cząstek w wiązce), dzięki czemu wzrasta prawdopodobieństwo obserwacji interesujących zderzeń. Cztery ogromne detektory (największe wysokości sześciopiętrowego budynku) przy LHC: ATLAS (A Toroidal LHC AparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), ALICE (A Large Ion Collider Experiment), LHCb (Large Hadron Collider beauty).
Fizycy posiadają nadzieję, że podczas eksperymentów na LHC zostaną zaobserwowane bozony Higgsa.
Przekroczenie prędkości światła
Zgodnie z wynikami ogłoszonymi przez badaczy pracujących w eksperymencie OPERA, polegającego na pomiarze prędkości wiązki neutrin wysyłanych do odległego o 730 km włoskiego laboratorium INFN Gran Sasso, cząstki te przekroczyły prędkość światła w próżni. Zmierzono prędkość ponad 15 000 neutrin, stwierdzając że była ona większa o 20 milionowych niż prędkość światła. Cząstki docierały do włoskiego laboratorium o 60 nanosekund szybciej niż gdyby się poruszały z prędkością światła[4]. CERN ogłosiło 22 września 2011 r. apel do świata nauki o weryfikację ich odkrycia oraz ewentualne powtórzenie w drodze niezależnych eksperymentów, mających potwierdzić albo obalić te niezgodne ze szczególną teorią względności wyniki[5]. Ostatecznie wynik eksperymentu stał się wytłumaczony przez błędne podłączenie odbiornika GPS do komputera mierzącego czas przelotu cząstek[6].
Polska w CERN-ie
W latach 1964–1991 Polska jako wyłączny kraj bloku wschodniego miała w CERN-ie oficjalny status państwa obserwatora (w latach 1954–1961 członkiem CERN była Jugosławia[7]). Pełnoprawnym członkiem CERN Polska była 1 lipca 1991. W CERN-ie pracuje około dwustu Polaków, z czego przeważajaca ilość na stypendiach.
Polscy fizycy są autorami albo współautorami jednej dziesiątej prac dotyczących badań prowadzonych w CERN-ie – uczestniczą pomiędzy innymi w konstrukcji detektorów ALICE, ATLAS oraz CMS wchodzących w skład Wielkiego Zderzacza Hadronów.
Przypisy
Linki zewnętrzne
