ЦЕРН

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Европейская организация по ядерным исследованиям
(CERN)
фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN)
Международное название англ. European Organization for Nuclear Research
Год основания 29 сентября 1954[1]
Директор Фабиола Джианотти
Научные сотрудники Около 2.5 тыс. постоянных сотрудников [2]; по состоянию на 2019 год в проектах участвуют около 13,5 тыс. учёных и инженеров из 77 стран [3]
Расположение Флаг Швейцарии Женева /  Франция
Юридический адрес Женева, Швейцария
Сайт home.cern
Награды Золотая медаль Нильса Бора (2013)

ЦЕРН (CERN) — европейская организация по ядерным исследованиям, вторая по размерам в мире лаборатория физики высоких энергий. Также иногда переводится как Европейский Центр ядерных исследований[4]. Аббревиатура CERN произошла от фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Европейский совет по ядерным исследованиям). В русском языке обычно используется аббревиатура ЦЕРН.

Общие сведения

Главная площадка ЦЕРН, на переднем плане — Швейцария, на заднем — Франция

ЦЕРН находится на границе Швейцарии и Франции, вблизи Женевы. Территория ЦЕРНа состоит из двух основных площадок и нескольких более мелких. Большой комплекс зданий включает в себя рабочие кабинеты, лаборатории, производственные помещения, склады, залы для конференций, жилые помещения, столовые. Ускорительный комплекс расположен как на поверхности (старые ускорители Linac, PS), так и под землёй на большой глубине до 100 метров (более современные SPS, LHC).

Основной площадкой является территория близ швейцарского городка Мерен (Meyrin), т. н. site Meyrin. Другой основной площадкой является территория возле французской коммуны Превессен-Моэн — site Prévessin. Более мелкие площадки разбросаны в ближайших окрестностях вдоль подземного кольца, построенного для ускорителя LEP.

Соглашение по образованию ЦЕРНа было подписано в Париже 29 июня — 1 июля 1953 года представителями 12 европейских стран. Организация была образована 29 сентября 1954 года[1]. В настоящее время число стран-членов возросло до 20. Кроме того, некоторые страны и международные организации имеют статус наблюдателя. Над инфраструктурой в ЦЕРНе постоянно работают около 2500 человек[2], ещё около 13.5 тысяч физиков и инженеров из университетов и институтов 77 стран [3] участвуют в международных экспериментах на территории ЦЕРНа.

Годовые взносы стран-участников ЦЕРНа в 2008 году составляют 1075,863 миллионов швейцарских франков (около 990 миллионов американских долларов).

В 2013 году ЦЕРН был награждён Золотой медалью Нильса Бора — наградой Организации Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) — как пример международного сотрудничества учёных из множества стран мира[5].

«Хотя Россия не является членом ЦЕРНа,… Россия финансировала сооружение как детекторов, всех четырёх, так и самого ускорителя. Доля примерно, если говорить о детекторах, это в среднем около 5 %. Если говорить об ускорителе, то порядка 3 %. Это деньги, которые Минобрнауки, Агентство по науке и инновациям выделяло специально на эти цели, в наши институты, и наши институты на эти деньги могли закупить все необходимое», — сказал координатор участия России в проекте ЦЕРН, заместитель директора НИИЯФ МГУ Виктор Саврин[6].

История

Вид внутри здания 40, в котором находятся множество офисов учёных, работающих в коллаборациях CMS и ATLAS

После успеха международных организаций в урегулировании послевоенных проблем, ведущие европейские физики считали, что подобная организация необходима и для физических экспериментальных исследований. Этими пионерами были Рауль Дотри, Пьер Оже и Лев Коварски во Франции, Эдоардо Амальди в Италии и Нильс Бор в Дании. Кроме объединения европейских учёных подобная организация была призвана разделить возрастающую стоимость физических экспериментов в области физики высоких энергий между государствами-участниками. Луи де Бройль официально предложил создать европейскую лабораторию на Европейской культурной конференции (Лозанна, Швейцария, 1949).

Следующий толчок был сделан американским нобелевским лауреатом Исидором Раби в июне 1950 года на пятой Общей конференции ЮНЕСКО во Флоренции (Италия), где он предложил «помочь и поддержать создание региональных исследовательских лабораторий для увеличения международного сотрудничества». На межправительственной встрече ЮНЕСКО в Париже в декабре 1951 года, было принято решение о создании Европейского совета по ядерным исследованиям. Двумя месяцами позже (1952 год) 11 стран подписало соглашение о создании временного Совета, тогда и возникло название ЦЕРН.

На третьей сессии временного Совета в октябре 1952 года Женева (Швейцария) была выбрана для размещения будущей лаборатории. В июне 1953 года в кантоне Женева прошёл референдум, на котором 2/3 проголосовавших согласились на размещение научного центра. Конвенция Совета была подписана постепенно 12 (странами-участниками). 29 сентября 1954 года соглашение подписали Франция и Германия, родилась Европейская организация по ядерным исследованиям, Совет распался, но французский акроним CERN сохранился.

Директора ЦЕРН

См. en:List of Directors General of CERN

Участники

Изначальные страны-участники, подписавшие соглашение в 1953—1954 годах:

Изменения после 1954 года:

Бюджет 2009 года

Государство-член пожертвование млн. CHF млн. EUR
 Германия 19,88 % 218,6 144,0
 Франция 15,34 % 168,7 111,2
 Великобритания 14,70 % 161,6 106,5
 Италия 11,51 % 126,5 83,4
 Испания 8,52 % 93,7 61,8
 Нидерланды 4,79 % 52,7 34,7
 Швейцария 3,01 % 33,1 21,8
 Польша 2,85 % 31,4 20,7
 Бельгия 2,77 % 30,4 20,1
 Швеция 2,76 % 30,4 20,0
 Норвегия 2,53 % 27,8 18,3
 Австрия 2,24 % 24,7 16,3
 Греция 1,96 % 20,5 13,5
 Дания 1,76 % 19,4 12,8
 Финляндия 1,55 % 17,0 11,2
 Чехия 1,15 % 12,7 8,4
 Португалия 1,14 % 12,5 8,2
 Венгрия 0,78 % 8,6 5,6
 Словакия 0,54 % 5,9 3,9
 Болгария 0,22 % 2,4 1,6

Обмен валюты : 1 CHF = 0,659 EUR (25/05/2009)

Страны, имеющие статус ассоциированного члена в процессе вступления в ЦЕРН:

Страны, являющиеся ассоциированными государствами-членами на этапе подготовки к членству:

Страны и организации, имеющие статус наблюдателя:

В настоящее время участниками ЦЕРНа является 23 государства (Австрия, Бельгия, Болгария, Чешская Республика, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Израиль, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Румыния, Сербия, Словакия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания), при этом страны-наблюдатели активно участвуют в проектах ЦЕРНа. В 2012 году Россия подала заявку на вступление в ЦЕРН в качестве ассоциированного участника, но отозвала её в 2018 году[12].

Украина в 2013 году также начала процесс вступления в ЦЕРН в качестве ассоциированного участника[13]. Хорватия стала ассоциированным членом в 2019 году[14]

Государства, не являющиеся членами, с соглашениями о сотрудничестве с CERN, включают Албанию, Алжир, Аргентину, Армению, Австралию, Азербайджан, Бангладеш, Беларусь, Боливию, Бразилию, Канаду, Чили, Китай, Колумбию, Коста-Рику, Хорватию, Эквадор, Египет, Эстонию, Северную Македонию, Грузию, Исландию, Иран, Иорданию, Корею, Мальту, Мексику, Монголию, Черногорию, Марокко, Новую Зеландию, Перу, Саудовскую Аравию, Южную Африку, Объединённые Арабские Эмираты и Вьетнам.

ЦЕРН также имеет научные контакты с Кубой, Ганой, Ирландией, Латвией, Ливаном, Мадагаскаром, Малайзией, Мозамбиком, Палестинской автономией, Филиппинами, Катаром, Руандой, Сингапуром, Шри-Ланкой, Тайванем, Таиландом, Тунисом, Узбекистаном[15].

В марте 2022 года статус России как страны-наблюдателя приостановлен из-за специальной военной операции на Украине[16].

Научные достижения лаборатории

Несколько крупных открытий было сделано в экспериментах, проведённых в ЦЕРНе. Наиболее важные из них:

В 1984 году Карло Руббиа и Симон ван дер Мер получили Нобелевскую премию по физике за работы, которые привели к открытию W- и Z-бозонов.

В 1992 году Нобелевскую премию по физике получил сотрудник ЦЕРН Жорж Шарпак «за изобретение и создание детекторов элементарных частиц, в частности многопроволочной пропорциональной камеры».

Компьютерные технологии в ЦЕРН

Помимо открытий в области физики, ЦЕРН прославился тем, что длительное время был одним из передовых инженерных центров, создававших принципиально новые разработки и стандарты в сфере компьютерных технологий что привело к созданию интернета.

Создание и сопровождение промышленных стандартов в сфере управления оборудованием

Созданный в 1961ом году в рамках ЦЕРН Европейский Комитет по стандартам в ядерной электронике (ESONE) разработал и внедрил такой широко известный стандарт крейтовых систем как КАМАК[19]. Так же он, совместно с американскими исследователями, принял активное участие в разработке предназначенного для замены стандартов NIM и КАМАК стандарта FASTBUS[19],[20]

Впоследствии, ESONE сосредоточился на поддержке использования уже существующих стандартов и поддержке и обеспечении их взаимодействия с другими промышленными системами, такими как VMEbus, сменив расшифровку своей аббревиатуры с European Standards On Nuclear Electronics на European Studies On Norms for Electronics[19].

Всемирная паутина

В стенах ЦЕРН был предложен гипертекстовый проект Всемирная паутина. Английский учёный Тим Бернерс-Ли и бельгийский учёный Роберт Кайо, работая независимо, предложили в 1989 году проект связывания документов посредством гипертекстовых ссылок для облегчения обмена информации между группами исследователей, занимающихся проведением больших экспериментов на большом электрон-позитронном коллайдере (LEP). Первоначально проект использовался только во внутренней сети ЦЕРНа. В 1991 году Бернерс-Ли создал первые в мире веб-сервер, сайт и браузер. Однако Всемирная паутина становится действительно всемирной только когда были написаны и опубликованы спецификации URI, HTTP и HTML. 30 апреля 1993 года CERN объявил, что Всемирная паутина будет свободной для всех пользователей.

Ещё до создания Всемирной паутины, в начале 1980-х CERN стал пионером в использовании технологии интернета в Европе[21].

Грид и суперкомпьютерные вычисления

В конце 1990-х годов CERN стал одним из центров развития новой компьютерной сетевой технологии грид. CERN присоединился к разработкам сети GRID, решив, что подобная система, поможет сохранить и оперативно обработать огромный поток данных, которые появятся после запуска большого адронного коллайдера (LHC). Под руководством ЦЕРНа, пригласившего в качестве партнёров Европейское космическое агентство и национальные научные организации Европы, создаётся крупнейший сегмент сети системы — DataGRID.

В настоящее время CERN входит в крупный грид-проект Enabling Grids for E-sciencE (EGEE) и, также, развивает собственные грид-сервисы. Этим занимается специальное отделение, связанное с коллайдером — LHC Computing Grid.

Иная активность в компьютерной сфере

CERN также является одной из двух точек обмена интернет-трафиком в Швейцарии CINP (CERN Internet Exchange Point).

В CERN собирают и используют свой собственный дистрибутив операционной системы Linux — Scientific Linux.

Сотрудники ЦЕРН Джейсон Стокман, Энди Йен и Вэй Сун создали популярный сервис веб-почты с шифрованием ProtonMail.

Ускорители

Схема ускорительного комплекса ЦЕРНа
Карта LHC вместе с протонным суперсинхротроном

Ускорительный комплекс ЦЕРНа состоит из шести главных ускорителей:

  • Linac2, Linac3[4]. Два линейных ускорителя низкоэнергетических частиц. Используются для инжекции частиц в протонный синхротрон (Proton Synchrotron, PS). Один используется для инжекции протонов, другой — тяжёлых ионов. К 2020 году добавится Linac4, который будет разгонять отрицательно заряженные ионы водорода[22].
  • PS Booster[4], увеличивает энергию частиц из линейных ускорителей для передачи в PS.
  • PS[4] (Proton Synchrotron), 28 ГэВ протонный синхротрон. Запущен в 1959 году[4].
  • Протонный суперсинхротрон[4] (Super Proton Synchrotron; SPS) диаметром кольца 2 км, запущенный в 1971 году, изначально имел энергию 300 ГэВ, но пережил несколько улучшений. Применялся для экспериментов с фиксированной мишенью, как протон-антипротонный коллайдер. Далее использовался для ускорения электронов и позитронов в LEP.
  • ISOLDE (Isotope Separator On-line), установка для исследования нестабильных ядер. Запущена в 1967 году. Предварительное ускорение частиц происходит в PS Booster.
  • Большой адронный коллайдер (LHC, Large Hadron Collider)[⇨]

Основные текущие проекты

Инженеры ЦЕРНа в 2015 году представили миниатюрный линейный ускоритель длиной 2 метра, пригодный для применения в медицинской визуализации и рентгенографии[22].

Большой адронный коллайдер

Основная статья: Большой адронный коллайдер

Основным проектом в данное время является Большой адронный коллайдер (LHC), протон-протонный (также рассчитан на ускорение тяжёлых ионов) коллайдер с максимальной проектной энергией 14 ТэВ. Четыре основных детектора, в том числе два многоцелевых, расположены в четырёх подземных шахтах. Многоцелевыми экспериментами являются ATLAS и CMS. Специализированный детектор для изучения B-физики — LHCb. Детектор для изучения физики тяжёлых ионов и нового состояния вещества (кварк-глюонной плазмы) — ALICE. Два менее масштабных, но также важных, эксперимента — TOTEM и LHCf. TOTEM предназначен для измерения полного сечения упругих и дифракционных процессов на LHC, а LHCf — для изучения сверхблизких к оси пучка ускорителя частиц и применения этих сведений в физике космических лучей.

Тестовый запуск Большого адронного коллайдера транслировался в прямом эфире европейского информационного телеканала Евроньюс. 10 сентября 2008 года первый пучок успешно преодолел 27-километровое кольцо.

4 июля 2012 года коллаборации ATLAS и CMS объявили о нахождении бозона массой около 125—126 ГэВ, который позже был подтверждён как бозон Хиггса.

Рассматриваются варианты будущей модернизации ускорителя и детекторов.

CLIC

Основная статья: Международный линейный коллайдер

Ведутся исследования по возможности создания электронного линейного коллайдера, после завершения программы LHC, на энергию около 3 ТэВ.

Одним из возможных вариантов является Компактный Линейный Коллайдер (CLIC, Compact LInear Collider), проект которого разрабатывается в ЦЕРНе в тесном сотрудничестве с научными учреждениями 36 стран мира.

Энергоснабжение

Так как потребление электроэнергии в ЦЕРНе очень велико существуют планы соединить ЦЕРН подводным кабелем с солнечными электростанциями на севере Африки.

В поп-культуре

Линия трамвая 18 соединяет ЦЕРН с центром Женевы
  • В начале XXI века новую волну популярности ЦЕРНу принесла книга-бестселлер Дэна Брауна «Ангелы и демоны». По сюжету книги, в ЦЕРНе был украден большой образец антивещества, при помощи которого злоумышленник задумал взорвать город-государство Ватикан.
  • В визуальной новелле Steins;Gate (Врата Штейна) ЦЕРН является жестокой организацией, основная цель которой — захват власти над всем миром, для реализации этой цели они работают над созданием машины времени, основным компонентом которой является БАК (Большой адронный коллайдер). По сюжету данного произведения, в будущем ЦЕРН удалось захватить весь мир и установить правление путём жёсткой диктатуры.
  • В ЦЕРН есть свой музыкальный клуб[23] и даже филк-группа Les Horribles Cernettes.[24]
  • В сериале «Южный парк» в эпизоде 1306 «Сосновое дерби» отец Стэна Марша, чтобы помочь ему выиграть гонки, похищает из ЦЕРНа сверхпроводящий магнит. Во время заезда машинка внезапно ускоряется и выходит в космос, и при этом достигает так называемой «варп-скорости».
  • ЦЕРН является одной из главных составляющих сюжетной линии игры дополненной реальности Ingress.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 Лев Коварский: от «Войны миров» до ЦЕРНа. NashaGazeta.ch (30 сентября 2015). Дата обращения: 23 апреля 2020.
  2. ↑ 2,0 2,1 Our People (англ.). CERN. Дата обращения: 26 октября 2022.
  3. ↑ 3,0 3,1 Distribution of All CERN Users by Location of Institute on 24 January 2018 https://cds.cern.ch/record/2302069?ln=ru
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 Александр Сергеев. ЦЕРН — Европейский центр ядерных исследований // Элементы.ру. — 2006. — № 1—2.Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 22 мая 2015. Архивировано 3 апреля 2015 года.
  5. ↑ UNESCO's Niels Bohr Gold Medal awarded to prominent researchers in 2013 (англ.). UNESCO (5 декабря 2013). Дата обращения: 9 декабря 2013. Архивировано 12 декабря 2013 года.
  6. ↑ Большой адронный коллайдер создавали более 700 российских физиков | РИА Новости Архивировано 3 марта 2016 года.
  7. ↑ Израиль принят в CERN. Дата обращения: 14 января 2014. Архивировано 16 января 2014 года.
  8. ↑ The twenty two Member States of CERN. cds.cern.ch. Дата обращения: 5 мая 2017. (недоступная ссылка)
  9. ↑ Сербия принята в CERN.
  10. ↑ Объединенный институт ядерных исследований. Объединенный институт ядерных исследований. Дата обращения: 21 июня 2017. Архивировано 25 июня 2017 года.
  11. ↑ JINR | International Relations (англ.). international-relations.web.cern.ch. Дата обращения: 21 июня 2017. Архивировано 23 мая 2017 года.
  12. ↑ «Политические причины»: Россия не станет членом ЦЕРН
  13. ↑ Украина готова стать ассоциированным членом ЦЕРН. unian.net (29 августа 2013). Дата обращения: 9 сентября 2013. Архивировано 31 августа 2013 года.
  14. ↑ Хорватия станет ассоциированным членом ЦЕРН (28 февраля 2019).
  15. ↑ Наши государства-члены.
  16. ↑ CERN приостановил для России статус страны-наблюдателя
  17. ↑ Эксперимент LHCb окончательно доказал реальность экзотического мезона Z(4430) Архивировано 4 июля 2016 года.
  18. ↑ В ЦЕРНе открыли предсказанный российскими физиками пентакварк Архивировано 16 июля 2015 года.
  19. ↑ 19,0 19,1 19,2 ESONE (англ.) (недоступная ссылка) (5 июля 2001). Дата обращения: 23 апреля 2020. Архивировано 10 ноября 2013 года.
  20. ↑ Edward J. Barsotti. «FASTBUS» — a description, a status report, and summary on ongoing projects. (англ.). inis.iaea.org. Дата обращения: 23 апреля 2020.
  21. ↑ Ben Segal. A Short History of Internet Protocols at CERN (англ.). Ben Segal's Home Page. CERN (апрель 1995). Дата обращения: 16 февраля 2015.
  22. ↑ 22,0 22,1 В ЦЕРНе создали ускоритель элементарных частиц для больниц. Lenta.ru (30 июля 2015). Дата обращения: 23 апреля 2020. Архивировано 30 июля 2015 года.
  23. ↑ CERN MusiClub Архивировано 8 декабря 2004 года.
  24. ↑ Welcome to Adobe GoLive 6. Архивировано 22 января 2005 года.

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=ЦЕРН&oldid=25728334