CERN

Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacija European Organization for Nuclear Research Organisation européenne pour la recherche nucléaire

Įkurta	1954 m. rugsėjo 29 d.
Tipas	Tarptautinė organizacija
Būstinė	Merinas, Ženevos kantonas, Šveicarija
Koordinatės	46°14′03″ š. pl. 6°03′10″ r. ilg. / 46.23417°š. pl. 6.05278°r. ilg. / 46.23417; 6.05278
Narystė	23 valstybės Austrija Belgija Bulgarija Čekija Danija Suomija Prancūzija Vokietija Graikija Vengrija Izraelis Italija Nyderlandai Norvegija Lenkija Portugalija Rumunija Serbija Slovakija Ispanija Švedija Šveicarija Jungtinė Karalystė Asocijuotos narės: Kroatija Kipras Indija Lietuva Pakistanas Slovėnija Turkija Ukraina
Vadovas	Ursula Bassler (tarybos prezidentė) Fabiola Gianotti (generalinė direktorė)
Tinklalapis	home.cern

Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacija (pranc. Organisation européenne pour la recherche nucléaire, angl. European Organization for Nuclear Research), trumpai vadinama CERN (akronimas CERN kilęs nuo pranc. Conseil européen pour la recherche nucléaire, 1952 m. suburtos laikinos tarybos, skirtos įsteigti organizaciją^[1]) – tarpvyriausybinė organizacija, valdanti didžiausią pasaulyje dalelių fizikos laboratoriją. Pati laboratorija taip pat gali būti vadinama CERN. Laboratorija įkurta šiaurės vakarų kryptimi nuo Ženevos, išdėstyta Šveicarijos ir Prancūzijos teritorijose. Konvencija įsteigti CERN buvo pasirašyta 1954 m. rugsėjo 29 d.^[2] tarp 12 šalių^[3]. Pagrindinė organizacijos misija yra sudaryti sąlygas tarptautiniam bendradarbiavimui tarp didelių energijų fizikos atstovų. Tuo tikslu organizacija projektuoja, stato ir eksploatuoja dalelių greitintuvus ir kitą eksperimentinę įrangą dalelių fizikos moksliniams tyrimams.

Organizacijoje dirba 2660 darbuotojų (2019 m.),^[4] kurių didžiąją dalį sudaro inžinieriai, taikomųjų mokslų mokslininkai ir technikai. Organizacijai priklausančia laboratorija naudojasi 12427 vartotojai (2019 m.)^[4], atstovaujantys 110 tautybių iš daugiau kaip 70 valstybių.

Dėl tarptautinio laisvumo CERN nėra nei Šveicarijos, nei Prancūzijos jurisdikcijoje.

CERN yra viena iš didžiausių pasaulyje didžiojo mokslo įstaigų.

Moksliniai pasiekimai

Kai kurie svarbūs pasiekimai fizikoje buvo atlikti eksperimentų metu CERN. Žymiausi laimėjimai:

1983 m. UA1 ir UA2 eksperimentų metu atrasti W ir Z bozonai.
1995 m. PS210 eksperimento metu sukurti pirmieji antivandenilio atomai.
2001 m. NA48 eksperimento metu aptiktas tiesioginis CP pažeidimas.
2012 m. Higso bozonas.^[5]

1984 m. už darbus, nuvedusius prie W ir Z bozonų atradimo, Carlo Rubbia ir Simon van der Meer buvo apdovanoti Nobelio fizikos premija.

1992 m. Nobelio fizikos premiją „už dalelių detektorių išradimą ir vystymą, konkrečiai už daugiavietę proporcingąją kamerą“ gavo CERN tyrinėtojas Georges Charpak

Įrenginiai

Veikiantys greitintuvai

Linac 3 tiesinis greitintuvas^[6], skirtas greitinti sunkiuosius branduolius: švino, argono ir ksenono branduolius.
Linac 4 tiesinis greitintuvas^[7], skirtas greitinti protonus iki 160 MeV ir tiekti juos į Protonų sinchrotroną. Šis greitintuvas 2020 metais pakeitė Linac 2 greitintuvą.
Protonų sinchrotrono stiprintuvas padidina dalelių iš tiesinio protonų greitintuvo (Linac 2) energiją, kurių srautas perduodamas į kitus greitintuvus (pvz., Protonų sinchrotroną). Pradėtas naudoti 1959 m.
Žemos energijos jonų žiedas (angl. Low Energy Ion Ring arba LEIR) pagreitina jonų iš tiesinio jonų greitintuvo (Linac 3) energiją, prieš perduodant juos į Protonų sinchrotroną. LEIR greitintuvas yra pertvarkytas Žemos energijos antiprotonų žiedas (LEAR). Pradėtas naudoti 2005 m.
28 GeV Protonų sinchrotronas. Pastatytas 1959 m., naudojamas kaip dalelių tiekėjas Super protonų sinchrotronui.
Super protonų sinchrotronas – žiedinis 2 km pločio dalelių greitintuvas, pastatytas tunelyje. Veikti pradėjo 1976 m. ir buvo naudojamas 300 GeV energijos dalelėms tiekti. Šiuo metu tiekia 400 GeV energijos daleles ir paruoštas LHC tiekti 450 MeV energijos dalelių srautus^[8].
Tiesioginis izotopų masės skyriklis (angl. On-Line Isotope Mass Separator arba ISOLDE) skirtas nestabilių branduolių tyrimams. Daleles gauna iš Protonų sinchrotrono stiprintuvo. Veikti pradėjo 1967 m., perstatytas ir patobulintas 1974 ir 1992 m.

Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas

Pagrindinis straipsnis – LHC.

Šiuo metu CERN baigtas įrengti naujas dalelių greitintuvas – Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas. Pirmieji protonų pluoštai į greitintuvą nukreipti 2008 m. rugsėjo 10 d.^[9]^[10].

Greitintuvas sumontuotas 27 km ilgio tunelyje (anksčiau naudotas LEP greitintuvui) 50–150 metrų gylyje. Šiame tunelyje yra du vamzdžiai, kurie padengti superlaidžiais magnetais, šaldomais skystu heliu. Kiekvienu vamzdžiu judės protonų pluoštas. Du protonų pluoštai judės priešingomis kryptimis tunelio vamzdžiais, kol jiems bus suteikta reikiama energija. Tada papildomi magnetai nukreips protonų srautus, kad jie susidurtų priešpriešiais. Kiekvienas protonas įgaus 7 TeV energiją, o bendra susidūrimo energija sieks 14 TeV.

LHC dalelių greitintuvu naudojasi aštuoni eksperimentai: ATLAS, CMS, LHCb, ALICE, LHCf, TOTEM, MoEDAL, FASER ir SND@LHC^[11]

Kiti įrenginiai

CERN naudojamas Antiprotonų lėtintuvas, sumažinantis protonų greitį iki 10–30 % šviesos greičio^[12]. Antiprotonų lėtintuvas naudojamas antivandenilio gamybai ir kt.

Ateities greitintuvai

CERN vykdo ateities greitintuvų mokslinius tyrimus ir eksperimentinę plėtrą. Daugiausia dėmesio yra skiriama tokiems greitintuvams:

Ateities žiedinis greitintuvas (Future Circular Collider, FCC);
Kompaktiškasis tiesinis greitintuvas (Compact Linear Collider, CLIC);
Miuonų greitintuvas (Muon Collider).

Sustabdyti greitintuvai

Tiesinis dalelių greitintuvas Linac 1. Visu pajėgumu dirbti pradėjo 1959 m. ir tiekė protonus Protonų sinchrotronui. Uždarytas 1992 m.^[13]
Sinchrociklotronas veikė 1957–1991 m.
Priešpriešiniai kaupimo žiedai (angl. Intersecting Storage Rings) veikė 1971–1984 m. Uždarytas dėl finansinių ir darbo jėgos resursų skyrimo LEP statymui^[14].
Didysis elektronų-pozitronų priešpriešinių srautų greitintuvas (angl. Large Electron-Positron Collider arba LEP) veikė 1989–2000 m. Šiuo metu greitintuvo tunelis naudojamas LHC įrengimui.
Žemos energijos antiprotonų žiedas (LEAR) – veikė 1982–1996 m. Šiuo greitintuvu 1995 m. buvo sukurti 9 antivandenilio (vietoje protono – antiprotonas, vietoje elektrono – pozitronas)^[15]. Šiuo metu vietoje LEAR naudojamas tobulesnis Antiprotonų lėtintuvas.
Tiesinis greitintuvas Linac 2^[16]. veikė nuo 1978 iki 2020 metų ir greitino protonus.

Kita infrastruktūra

CERN duomenų centras

Kompiuterių centras, naudojamas eksperimentinių duomenų analizei bei kitiems tyrimams^[17].

CERN įtaka visuomenei ir ekonomikai

Kompiuterių mokslas

Pasaulinis tinklas prasidėjo kaip CERN projektas ENQUIRE, inicijuotas Tim Berners-Lee ir Robert Cailliau 1989 m. Pagrįstas hiperteksto pagrindu, projektas siekė palengvinti informacijos dalijimasi tarp tyrinėtojų. Pirmasis tinklalapis, aprašantis patį projektą, pasirodė 1990 m.^[18] 1991 m. pasaulinis tinklas buvo pristatytas viešai.

Dar prieš pasaulinio tinklo kūrimą, CERN buvo pionieriai interneto technologiją Europoje, pradėdami jį įdiegti praėjusio amžiaus 9-ame dešimtmetyje^[19].

Neseniai CERN tapo vienu didžiausių paskirstytų skaičiavimų vystymo centru: pradėjo Enabling Grids for E-sciencE projektą^[20], palaiko LHC Computing Grid projektą, skirtą būsimiems LHC greitintuvo duomenims analizuoti.

Medicina

CERN moksliniams tyrimams sukurti fotonų sensoriai yra taikomi medicinoje, kuriant spalvotų rentgeno nuotraukų fotoaparato prototipą^[21].

Dalelių greitintuvų mokykla

CERN Dalelių greitintuvų mokykla^[22] (CERN Accelerator School) kaupia ir perduoda žinias apie visų tipų dalelių greitintuvus ir dalelių daužykles. Mokykla organizuoja greitintuvų fizikos ir greitintuvų technologijų kursus, skirtus fizikams, inžinieriams bei technikams.

Šalys narės

CERN organizaciją sudaro^[23] 23 šalys narės, 3 asocijuotos šalys narės prieš tikrąją narystę ir 7 asocijuotos šalys narės.


Šalys narės	Statusas nuo
Šalys narės steigėjos
Belgija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Danija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Vokietija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Prancūzija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Graikija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Italija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Norvegija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Švedija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Šveicarija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Nyderlandai	1954 m. rugsėjo 29 d.
Jungtinė Karalystė	1954 m. rugsėjo 29 d.
Jugoslavija	1954 m. rugsėjo 29 d.
Prisijungusios tikrosios narės
Austrija	1959 m. birželio 1 d.
Ispanija	1983 m. sausio 1 d.
Portugalija	1986 m. sausio 1 d.
Suomija	1991 m. sausio 1 d.
Lenkija	1991 m. liepos 1 d.
Vengrija	1992 m. liepos 1 d.
Čekija	1993 m. liepos 1 d.
Slovakija	1993 m. liepos 1 d.
Bulgarija	1999 m. birželio 11 d.
Izraelis	2014 m. sausio 6 d.
Rumunija	2016 m. liepos 17 d.
Serbija	2019 m. kovo 24 d.
Asocijuotos šalys narės prieš tikrąją narystę
Kipras	2016 m. balandžio 1 d.
Slovėnija	2017 m. liepos 4 d.
Estija	2021 m. vasario 1 d.^[24]
Asocijuotos šalys narės
Turkija	2015 m. gegužės 6 d.
Pakistanas	2015 m. liepos 31 d.
Ukraina	2016 m. spalio 5 d.
Indija	2017 m. sausio 16 d.
Lietuva	2018 m. sausio 8 d.^[25]
Kroatija	2019 m. spalio 10 d.
Latvija	2021 m. balandžio 14 d.^[26]