CERN

Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacija (, ), trumpai vadinama CERN (akronimas CERN kilęs nuo pranc. Conseil européen pour la recherche nucléaire, 1952 m. suburtos laikinos tarybos, skirtos įsteigti organizaciją) – 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. tarp 12 šalių. 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.), kurių didžiąją dalį sudaro inžinieriai, taikomųjų mokslų mokslininkai ir technikai. Organizacijai priklausančia laboratorija naudojasi 12427 vartotojai (2019 m.), 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.

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, skirtas greitinti sunkiuosius branduolius: švino, argono ir ksenono branduolius.
 Linac 4 tiesinis greitintuvas, 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 ( 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.
 Tiesioginis izotopų masės skyriklis ( 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 

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

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

Kiti įrenginiai 

CERN naudojamas Antiprotonų lėtintuvas, sumažinantis protonų greitį iki 10–30 % šviesos greičio. 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.
 Sinchrociklotronas veikė 1957–1991 m.
 Priešpriešiniai kaupimo žiedai () veikė 1971–1984 m. Uždarytas dėl finansinių ir darbo jėgos resursų skyrimo LEP statymui.
 Didysis elektronų-pozitronų priešpriešinių srautų greitintuvas ( 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). Šiuo metu vietoje LEAR naudojamas tobulesnis Antiprotonų lėtintuvas.
 Tiesinis greitintuvas Linac 2. veikė nuo 1978 iki 2020 metų ir greitino protonus.

Kita infrastruktūra

CERN duomenų centras 
Kompiuterių centras, naudojamas eksperimentinių duomenų analizei bei kitiems tyrimams.

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. 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.

Neseniai CERN tapo vienu didžiausių paskirstytų skaičiavimų vystymo centru: pradėjo Enabling Grids for E-sciencE projektą, 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.

Dalelių greitintuvų mokykla 
CERN Dalelių greitintuvų mokykla (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 šalys narės, 3 asocijuotos šalys narės prieš tikrąją narystę ir 7 asocijuotos šalys narės.

Dar 3 šalys ir 3 tarptautinės organizacijos turi stebėtojo statusą:
  Europos komisija
 
 
 
  UNESCO

Šaltiniai

Nuorodos 

 Oficiali CERN svetainė 
 CERN chronologija  
 CERN Courier – International Journal of High-Energy Physics