Európske výskumné laboratórium CERN

CERN, názov organizácie Européene pour la Recherche Nucléaire, predtým (1952–54) Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, anglická Európska organizácia pre jadrový výskum, medzinárodná vedecká organizácia založená za účelom spoločného výskumu fyziky vysokoenergetických častíc. Organizácia, ktorá bola založená v roku 1954, si udržuje svoje ústredie v blízkosti Ženevy a výslovne pracuje na výskume „čisto vedeckého a základného charakteru“. V článku 2 dohovoru CERN, ktorý zdôrazňuje atmosféru slobody, v ktorej bola založená CERN, sa uvádza, že „sa netýka práce na vojenských požiadavkách a výsledky jej experimentálnej a teoretickej práce sa uverejnia alebo inak sprístupnia všeobecne“. Vedecké výskumné zariadenia CERN - predstavujúce najväčšie stroje na svete, urýchľovače častíc, ktoré sa venujú štúdiu najmenších objektov vesmíru, subatomárnych častíc - priťahujú tisíce vedcov z celého sveta. Výskumné úspechy v CERN, ktoré zahŕňajú vedecké objavy, ktoré získali Nobelovu cenu, zahŕňajú aj technologické objavy, ako je napríklad World Wide Web.

Zriadenie CERN bolo prinajmenšom čiastočne snahou získať späť európskych fyzikov, ktorí sa v dôsledku druhej svetovej vojny z rôznych dôvodov imigrovali do Spojených štátov. Dočasnú organizáciu, ktorá bola vytvorená v roku 1952 ako Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, navrhol v roku 1950 americký fyzik Isidor Isaac Rabi na piatej generálnej konferencii UNESCO. Po formálnej ratifikácii ústavy skupiny v roku 1954 slovo Conseil vo svojom názve nahradilo slovo Organizácia, hoci organizácia bola známa pod skratkou skoršieho mena. Do konca 20. storočia mal CERN členstvo v 20 európskych štátoch okrem niekoľkých krajín, ktoré si udržiavali štatút „pozorovateľa“.

CERN má najväčšie a najuniverzálnejšie zariadenia svojho druhu na svete. Táto lokalita pokrýva viac ako 100 hektárov (250 hektárov) vo Švajčiarsku a od roku 1965 viac ako 450 hektárov (1 125 hektárov) vo Francúzsku. Aktivácia v roku 1957 prvého urýchľovača častíc CERN, 600-megaelektrónového voltového (MeV) synchrocyklotrónu, umožnila fyzikom pozorovať (asi 22 rokov po predpovedi tejto aktivity) rozpad pi-mezónu alebo piónu na elektrón a neutrino. Táto udalosť bola nápomocná pri vývoji teórie slabej sily.

Laboratórium CERN stabilne rástlo a aktivovalo urýchľovač častíc známy ako Protón Synchrotron (PS; 1959), ktorý využíval „silné zaostrovanie“ časticových lúčov na dosiahnutie 28-gigaelektronového voltového (GeV) zrýchlenia protónov; Intersecting Storage Rings (ISR; 1971), revolučný dizajn, ktorý umožňuje čelné zrážky medzi dvoma intenzívnymi 32-GeV lúčmi protónov, aby sa zvýšila efektívna energia dostupná v urýchľovači častíc; a Super Proton Synchrotron (SPS; 1976), ktorý mal obvodový kruh 7 km (4,35 míle) schopný urýchliť protóny na vrcholnú energiu 500 GeV. Pokusy na PS v roku 1973 prvýkrát ukázali, že neutrína mohli interagovať s hmotou bez toho, aby sa menili na mióny; tento historický objav, známy ako „interakcia s neutrálnym prúdom“, otvoril dvere novej fyzike stelesnenej v teórii elektroslabín, spojil slabú silu so známejšou elektromagnetickou silou.

V roku 1981 bol SPS premenený na protón-antiprotónový zrážač založený na pridaní kruhu antiprotónového akumulátora (AA), ktorý umožnil akumuláciu antiprotónov v koncentrovaných lúčoch. Analýza protón-antiprotónových kolíznych experimentov pri energii 270 GeV na lúč viedla k objavu častíc W a Z (nosiče slabej sily) v roku 1983. Fyzik Carlo Rubbia a inžinier Simon van der Meer z CERN boli ocenení v roku 1984 Nobelova cena za fyziku za uznanie ich prínosu k tomuto objavu, ktorý poskytol experimentálne overenie teórie elektroslabín v štandardnom modeli časticovej fyziky. V roku 1992 Georges Charpak z CERN dostal Nobelovu cenu za fyziku ako uznanie za jeho vynález multi-drôtovej proporcionálnej komory, elektronického detektora častíc, ktorý revolúciu v oblasti vysokoenergetickej fyziky a má uplatnenie v lekárskej fyzike.

V roku 1989 CERN slávnostne otvoril kolektor Large Electron-Positron (LEP) s obvodom takmer 27 km (17 míľ), ktorý bol schopný zrýchliť elektróny aj pozitróny na 45 GeV na lúč (do roku 2000 sa zvýšil na 104 GeV na lúč)., LEP umožnil extrémne presné merania Z častice, čo viedlo k podstatným vylepšeniam v štandardnom modeli. LEP bol odstavený v roku 2000, aby ho v tom istom tuneli nahradil Large Hadron Collider (LHC), určený na zrážanie protónových lúčov pri energii takmer 7 teraelektrónových voltov (TeV) na jeden lúč. LHC, od ktorého sa očakávalo, že rozšíri dosah vysokoenergetických fyzikálnych experimentov na novú energetickú plošinu a odhalí tak nové, nezmapované oblasti štúdia, začal v roku 2008 testovacie operácie.

Zakladajúcou misiou CERNu na podporu spolupráce medzi vedcami z mnohých rôznych krajín je na jej vykonanie rýchly prenos a komunikácia experimentálnych údajov do miest po celom svete. V osemdesiatych rokoch anglický počítačový vedec Tim Berners-Lee v CERN začal pracovať na hypertextovom systéme na prepojenie elektronických dokumentov a na protokole na ich prenos medzi počítačmi. Jeho systém, ktorý bol predstavený CERNu v roku 1990, sa stal známym ako World Wide Web, prostriedok rýchlej a efektívnej komunikácie, ktorý transformoval nielen komunitu fyziky s vysokou energiou, ale aj celý svet.