Cern

Cern eli CERN (virallisesti  ja , alun perin virallisesti ) on Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus. Se tutkii aineen perusolemusta ja voimia, jotka pitävät sen koossa. Keskuksen keskeisin tutkimuslaitteisto on vuonna 2010 käyttöönotettu LHC.

Cernissä on noin 2 500 vakituista työntekijää, ja vuosittain siellä vierailee lähes 7 000 tutkijaa. Cernin kanssa yhteistyössä tai sen kanssa työskentelee yli kolmasosa maailman kokeellisista hiukkasfyysikoista. Organisaation jäsenvaltioina on 23 maata.

Suomi liittyi organisaation jäseneksi vuonna 1991. Suomen osallistumista Cernin projekteihin hoitaa suomalaisten yliopistojen yhteinen Fysiikan tutkimuslaitos HIP.

Historia 
CERN on lyhenne sanoista Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire. Tämä ”conseil” eli neuvosto perustettiin 1952, ja se muuttui ”organisaatioksi” 1954. Nimilyhenne säilytettiin kuitenkin ennallaan. Nykyisin Cerninä tunnetun tutkimuskeskuksen rakentaminen aloitettiin 1955. Se sijaitsee Geneven kaupungin kupeessa Sveitsin ja Ranskan rajalla, pääosin sveitsiläisen Meyrinin ja ranskalaisen Prévessin-Moëns'n alueella. Järjestön päämaja on Meyrinissä.

Hiukkastörmäyttimet 
2 kilometriä halkaisijaltaan oleva Super Proton Synchrotron (SPS) ehdotettiin  1970-luvun lopulla muunnettavaksi kahta vastakkain kiertävää hiukkassuihkua törmäyttäväksi hiukkastörmäyttimeksi. Ajateltiin, että törmäyttämällä protoneja ja antiprotoneja vastakkain saataisiin riittävästi törmäysenergiaa, jotta voitaisiin havaita Z-bosoni. Näin tapahtuikin vuonna 1983, kun löydettiin W- ja Z-bosonit.

Vuonna 1989 Cerniin valmistui pääasiassa elektronien kiihdyttämiseen tarkoitettu LEP-törmäytin (Large Electron-Positron Collider). Kiihdytinputki on 27 kilometriä pitkä rengas, joka kulkee Ranskan ja Sveitsin alueella, noin sadan metrin syvyydessä maan alla. Kiihdytinputken varrella on neljä väliasemaa, joissa kussakin on erilaisia hiukkasilmaisimia tai esim. hiukkasinjektointipiste alemman tason kiihdyttimistä. LEP ajettiin lopullisesti alas 2. marraskuuta 2000 ja purettiin pois tulevan LHC:n tieltä. Sillä mitattiin erityisesti W- ja Z-bosonien ominaisuuksia tarkkuudella, joka antoi luottamusta hiukkasfysiikan standardimalliin.

Uuden törmäyttimen suunnittelu alkoi 1984. Rakennettavaksi valittu Large Hadron Collider eli LHC (suuri hadronitörmäytin) törmäyttäisi kahta vastakkain kiertävää protonisuihkua. LHC käynnistettiin ensimmäisen kerran syyskuussa 2008. Kiihdytin rakennettiin samaan olemassa olevaan LEP:iä varten rakennettuun putkeen, mutta juuri magneettien parantamisella saadaan aikaiseksi suurempi kiihdytysjännite. Koekäyttöjen jälkeen ensimmäiset varsinaiset kokeet aloitettiin 30. maaliskuuta 2010. Kiihdyttimen ensimmäinen päätehtävä oli löytää Higgsin bosoni, jonka löytymisestä raportoitiin 4. heinäkuuta 2012.

Tietotekniikka 
Cernissä oli käytössä CERNET-niminen tietokoneverkko suurtietokoneiden ja minitietokoneiden välillä 1970-luvulla, joka muistutti rakenteeltaan ARPANETiä mutta käytti eri protokollia. Berkeley Unixin myötä TCP/IP levisi myös Cerniin. Ulkoiset yhteydet jatkoivat ISO- ja DECnet-yhteyksillä vuoteen 1989 saakka.

Cernin fyysikko Tim Berners-Lee keksi 1990 tiedonsiirtojärjestelmän tutkimustulosten automaattiseen jakamiseen tutkijoille ympäri maailmaa. Tämä WWW eli World Wide Web laajeni sittemmin maailmanlaajuiseksi.

Cern toimii grid-laskentaverkon tier 0 -keskuksena.

Vuonna 2019 Cern säilöi noin 330 petatavua dataa.

Tulevaisuus 
Noin kymmenen toimintavuoden jälkeen LHC:tä on ehdotettu päivitettäväksi High Luminosity Large Hadron Collider eli HL-LHC muotoon.

Cernin tulevista hankkeista on suunnittelun ja alustavan kehittelyn alla kaksi erityyppistä törmäytintä; lineaarikiihdytin CLIC ja LHC:n kaltainen, mutta suurempi, rengaskiihdytin FCC eli Future Circular Collider. FCC olisi halkaisijaltaan 80–100 kilometriä ja törmäysenergialtaan jopa 100 TeV.

Hallinto 
Cernin ylin päätäntävalta on neuvostolla, jossa on kustakin jäsenmaasta kaksi edustajaa. Toinen edustaja edustaa valtion hallintoa ja toinen tieteellistä yhteisöä.

Pääjohtajat

Jäsenmaat 

Cernillä on 23 jäsenvaltiota. Jäsenet ovat Israelia lukuun ottamatta Euroopan valtioita ja useimmat kuuluvat EU:hun. Varsinaisten jäsenten lisäksi Cernillä on kahdeksan tarkkailijajäsentä. Tarkkailijajäsenet ovat Euroopan ulkopuolisia tai ei-valtiollisia tahoja. Ne, joilla on tarkkailijastatus, eivät ole jäseniä eivätkä osallistu päätöksentekoon, mutta niillä on mahdollisuus osallistua neuvoston kokouksiin ja saada neuvoston dokumentteja.

Perustajamaat 
 
 
 
  (erosi 1961)

Myöhemmin liittyneet maat 
  liittyi 1959
  liittyi vuonna 1961, erosi vuonna 1969, liittyi uudelleen vuonna 1983
  liittyi vuonna 1985
  liittyi vuonna 1991 
   liittyi vuonna  1991
  liittyi vuonna 1992
  liittyi vuonna 1993 
  liittyi vuonna 1993
  liittyi vuonna 1999
  liittyi vuonna  2013
  liittyi vuonna 2016
  liittyi vuonna 2019

Kumppanijäsenet 
Kumppanijäsenistä kaksi on esivaiheessa ennen varsinaista jäsenyyttä:
 
 .

Muita kumppanijäseniä on viisi:
 
 
 
 
 .

Tarkkailijajäsenet 

Cernin tarkkailijajäseniä on kuusi:
  Euroopan komissio
 
 JINR (Joint Institute for Nuclear Research), 18 valtion tutkimuskeskus Dubnassa, Venäjällä
 
  Unesco
 .

Lähteet

Aiheesta muualla 

Hiukkasfysiikan tutkimuslaitokset
Tekniikan tutkimuslaitokset
Sveitsin tiede ja tekniikka
Meyrin
Geneve
Seulonnan keskeiset artikkelit