CERN
Store norske leksikon,Realfag,Fysikk,Elementærpartikkelfysikk
CERN er en europeisk organisasjon som har til formål å støtte samarbeidet mellom de europeiske statene innafor forskning i elementærpartikkelfysikk, kjernefysikk og kjernekjemi. Denne forskninga er av reint vitenskapelig og fundamental karakter.
Historikk CERN ble stifta i 1952 etter forhandlinger mellom de interesserte landa som kom i stand på initiativ fra UNESCO. De opprinnelige medlemslanda var Belgia, Danmark, Frankrike, Hellas, Italia, Jugoslavia, Nederland, Norge, Storbritannia, Sveits, Sverige og Vest-Tyskland. (Jugoslavia trakk seg ut i 1961). Etter hvert har flere europeiske land blitt medlemmer. Noen land er også assosierte medlemmer av CERN.Som opphavsmann til ideen om et felles europeisk laboratorium nevnes den franske fysikeren Louis Victor de Broglie. Hensikten var å skaffe forskning innafor kjerne- og partikkelfysikk i Europa den økonomiske støtten den måtte ha om den skulle kunne hevde seg i forhold til tilsvarende forskning i USA. Det var også viktig å styrke det europeiske og internasjonale samarbeidet.Ved stiftelsen ble det lagt stor vekt på at forskningsresultatene ikke skulle kunne utnyttes militært og at resultatene skulle være tilgjengelige for alle. Etter ratifikasjon av medlemslandene trådte overenskomsten i kraft 29. september 1954. Det ble straks etablert forskningsgrupper i København (teoretisk) og Liverpool (eksperimentell) og videre satt i gang planlegging og bygging av to akseleratorer. Den første var en synkrosyklotron (SC) for protoner med en energi på 600 megaelektronvolt (MeV) som stod ferdig i 1957. Den andre, en protonsynkrotron (PS) for protoner med en energi på 28 gigaelektronvolt (GeV), ble tatt i bruk i 1959 og var på det tidspunktet verdens største akselerator.Maskinene ble bygd ved landsbyen Meyrin i Sveits ved den franske grensa like utafor Genève, og alle forskningsgruppene ble flytta dit. Nordmennene Odd Dahl, Rolf Widerøe og Kjell Johnsen spilte en avgjørende rolle for at PS ble realisert. Virksomheten er etter hvert blitt betydelig utvida med bygging av nye anlegg på begge sider av den fransk-sveitsiske grensa.I 1965 ble det beslutta å bygge to lagringsringer for protoner fra synkrotronen. De ble vanligvis betegnet som ISR (Intersecting Storage Rings). De to ringene var litt forskjøvet i forhold til hverandre. Strålen fra synkrotronen ble leda inn i ringene og akkumulert der. Når det hadde blitt lagra tilstrekkelig med protoner i begge ringene, ble strålene leda mot hverandre. På denne måten kunne en utnytte partiklenes kinetiske energi fullt ut. ISR var i bruk fra 1971 til 1984.Da byggingen av ISR var ferdig, ble det besluttet å konstruere en større protonakselerator, SPS (Super Proton Syncrotron), som ble tatt i bruk i 1977. Den er bygd i en ringformet tunnel, er fire meter vid og har en omkrets på 7 km. Tunnelen ligger cirka 40 meter under bakken, dels på den franske, dels på den sveitsiske sida av grensa. Den kan akselerere protoner til en energi på 450 GeV. Den kan også akselerere protoner og antiprotoner samtidig i motsatte omløpsretninger, slik at strålene kolliderer når partiklene har oppnådd full energi.I 1984 startet et nytt prosjekt, LEP (Large Electron Positron collider) hvor elektroner og positroner ble akselerert samtidig i motsatte omløpsretninger til en energi på ca. 45 GeV før de kolliderte med hverandre. Seinere ble energien økt til litt over 100 GeV per partikkel. Denne maskinen var ferdig i 1989 og ble bygd i en ringtunnel som er 27 km i omkrets og ligger 80–100 m under bakken. LEP ble lagt ned i 2000 og erstatta av LHC (Large Hadron Collider), som bruker den samme tunnelen som LEP-eksperimentet.LHC ble ferdigstilt i 2008 og vil fortsatt være i bruk i flere år framover. Her akselereres protoner i tunnelen. To stråler akselereres i motsatte retninger og støter mot hverandre med energier opp til 7000 GeV per proton. En lar også tunge ioner støte mot hverandre i det såkalte ALICE-prosjektet.CERN har fortsatt eksperiment med lavere energi, for eksempel ISOLDE (Isotope Separator on Line Development), hvor man arbeider med kjernekjemi og lavenergi kjernefysikk. Økonomi CERN finansieres ved bidrag fra medlemslandene i forhold til størrelse og økonomisk evne. Når nye prosjekt settes i gang, tar hvert av medlemslanda stilling til om de vil delta i prosjektet.I 1959, etter at den første byggeperioden var avslutta, var årsbudsjettet for CERN på 90 millioner kroner. I 1972, da bygginga av SPS ble vedtatt, økte det til omkring to milliarder kroner, og har etter dette steget i takt med inflasjonen. Budsjettet for 2016 var på om lag 920 millioner euro. Frankrike, Italia, Storbritannia og Tyskland dekker til sammen vel 60 prosent av utgiftene, mens Norges andel er ca. 2,7 prosent. Organisasjon CERN ledes av en generaldirektør som utnevnes for fem år, og et råd med to representanter fra hvert av medlemslanda. Generaldirektørene har alle vært framstående vitenskapsmenn. Fra 2016 innehar Fabiola Gianotti denne stillinga.Av en fast stab på ca. 2600 personer er bare noen få hundre vitenskapelig personale. I tillegg til den faste staben er det årlig rundt 6500 forskere fra ca. 500 universiteter i 80 land (også ikke-medlemsland) som oppholder seg ved CERN i kortere eller lengre perioder for å delta i spesielle forskningsprosjekt. Vitenskapelig og teknologisk betydning CERN er et av verdens største forskningssentre for fundamental partikkelfysikk, men i tillegg har det også utvikla teknologiske forskningsmiljøer innafor mange andre områder. De bygningsmessige konstruksjonene, der partiklene skal bevege seg flere mil uten å avvike fra banen sin, setter enorme krav til presisjon og stabilitet. Tilsvarende krav stilles til vakuumteknikk, kryoteknikk og elektronisk måleteknikk. Datateknologien er utvikla for å samle opp, analysere og bearbeide måleresultat og for konstruksjon av akseleratorer og måleapparatur. Utviklingsarbeidet foregår dels ved CERN, dels ved nasjonale laboratorier i deltakerlanda. Samarbeidsavtalen forutsetter både at arbeidsoppdrag fordeles mellom deltakerlanda og at det fast tilsatte personalet rekrutteres fra disse landa.Mange viktige oppdagelser er gjort ved CERN, og ei rekke nobelprisvinnere har utført arbeidene sine ved senteret. Påvisning av de tunge bosonene W og Z i 1983 og påvisning av Higgspartikkelen i 2012 er blant de viktigste. (Se elementærpartikkelfysikk.)Av spesiell betydning er «verdensveven», World Wide Web, som kom i gang fordi man trengte meget rask flyt av informasjon, spesielt innen partikkelfysikk, mellom ulike universiteter og institutter over hele verden. I samband med utviklinga av Large Hadron Collider, LHC, har en nå etablert «verdensgitteret», World Wide Grid, som gir tilgang til regnekraft og datalagring. Nå kan en sitte ved nesten en hvilken som helst datamaskin hvor som helst i verden og gjøre gigantiske regneoppgaver.Forskningsgrupper fra universitetene i Bergen, Oslo og Trondheim deltar aktivt i CERN-samarbeidet, og flere nordmenn har sittet i styrende organ ved CERN. Les mer i Store norske leksikon elementærpartikkelfysikk LHC Eksterne lenker CERNs nettsider