सेर्न

सेर्न ही मूलभूत भौतिकीमध्ये संशोधन करणारी जागतिक दर्जाची संघटना. अशा प्रकारची संस्था स्थापन करण्याच्या उद्देशाने १९५२ मध्ये यूरोपात एक हंगामी संस्था स्थापन करण्यात आली. तिचे फ्रेंच भाषेतील नाव Conseil Europe’en pouer la Recherche Nucle’aire (यूरोपियन कौन्सिल फॉर न्यूक्लिअर रिसर्च) हे होते. त्या नावाचा संक्षेप म्हणजे CERN (सेर्न) होय. अणूचे अंतरंग जाणून घेण्यासाठी त्या काळात शुद्ध भौतिकीय संशोधनावर वैज्ञानिकांचे लक्ष केंद्रित झालेले असल्याने संस्थेच्या नावात न्यूक्लिअर हा शब्द आला होता. ही संघटना १९५४ मध्ये अधिकृतपणे स्थापन झाली, तेव्हा आधीचे कौन्सिल विसर्जित करून तिचे नाव यूरोपियन ऑर्गनायझेशन फॉर न्यूक्लिअर रिसर्च (अणुकेंद्रीय संशोधनासाठीची यूरोपीय संघटना) असे झाले. तथापि, सेर्न हे तिचे मूळचे संक्षिप्त नाव तसेच राहू दिले. नंतर द्रव्याचे अधिक सखोल म्हणजे अणूपेक्षा लहान घटकांचे (मूलकणांचे) ज्ञान संपादन करण्याचे प्रयत्न सुरू झाले आणि मूलकण भौतिकी (किंवा उच्च ऊर्जा) हे या संघटनेचे संशोधनाचे मुख्य क्षेत्र निश्चित झाले. यामध्ये द्रव्याचे मूलभूत घटक असलेल्या मूलकणांचे आणि मूलकणांदरम्यान कार्य करणाऱ्या प्रेरणांचे अध्ययन करण्यात येते. यामुळे सेर्नमार्फत चालविण्यात येणाऱ्या प्रयोगशाळेला सामान्यपणे मूलकण भौतिकीसाठीची यूरोपीय प्रयोगशाळा असे म्हणतात.

वरील हंगामी कौन्सिल स्थापण्याचा प्रस्ताव भौतिकीचे नोबेल पारितोषिक विजेते इझिडॉर इझाक राबी यांनी यूनेस्कोच्या पाचव्या सर्वसाधारण परिषदेत मांडला होता. याद्वारे दुसऱ्या महायुद्धानंतर विविध कारणांमुळे अमेरिकेत स्थलांतर केलेल्या अनेक यूरोपीय भौतिकीविदांना यूरोपात परत येऊन संशोधनाच्या कामात सहभागी होता येणार होते. मोठ्या प्रमाणावरील प्रयोगांसाठी अतिऊर्जावान मूलकणांच्या शलाका निर्माण करणारे ⇨ *कणवेगवर्धक* वापरणाऱ्या सुविधा सेर्नने उभारल्या. यांमुळे यूरोपातील मूलकण भौतिकीतील संशोधनकार्याला चालना मिळाली व गती प्राप्त झाली. अशा रीतीने सेर्न हे मूलकणांच्या अभ्यासाचे जगातील सर्वांत मोठे आणि संशोधन व संगणक सामग्री विकसित करण्याच्या कामातील आघाडीवरचे संशोधन केंद्र बनले आहे.

सेर्न संघटना १९५४ मधील एका प्रस्तावानुसार अस्तित्त्वात आली. त्यामध्ये संशोधन (विश्वाविषयीच्या प्रश्नांचा शोध घेणे व त्यांची उत्तरे शोधणे), तंत्रविद्या (तंत्रविद्येच्या सीमांचा विस्तार करणे), सहकार्य (विज्ञानाद्वारे राष्ट्रे एकत्र आणणे) आणि शिक्षण (भावी वैज्ञानिकांना प्रशिक्षित करणे) ही संघटनेची इतिकर्तव्ये स्पष्टपणे नमूद केली होती. सदर प्रस्तावातील काही प्रमुख मुद्दे असे आहेत : ‘निसंदिग्धपणे शुद्ध वैज्ञानिक व मूलभूत स्वरूपाच्या अणुकेंद्रीय संशोधनात संघटना यूरोपीय देशांमध्ये सहकाऱ्याची भावना निर्माण करील. लष्करी गरजांच्या कामांशी संघटनेचा कोणताही संबंध नसेल आणि येथील सैद्धांतिक व प्रायोगिक संशोधनाची फले व निष्कर्ष प्रसिद्ध केले जातील अथवा अन्य प्रकाराने सामान्यपणे इतरांना उपलब्ध करून दिले जातील’.

सदर प्रस्तावात पुढील बाबीही नमूद केल्या आहेत. सेर्न वैज्ञानिक संशोधनामधील आंतरराष्ट्रीय सहकार्याचे संघटन करील आणि त्याचा पाठपुरावा करील. त्यासाठी वैज्ञानिकांमध्ये संपर्क निर्माण करण्यास प्रोत्साहन देईल तसेच इतर संस्था व प्रयोगशाळा यांच्याबरोबर कल्पनांची देवाण-घेवाण करील. यामध्ये माहितीचे प्रसारण व संशोधकांचे प्रगत प्रशिक्षण यांची तरतूद असेल. तंत्रविद्येचे हस्तांतरण आणि अनेक पातळ्यांवरील शिक्षण व प्रशिक्षण यांमधून या बाबींचा सतत प्रत्यय येत राहील.

सेर्नचा कारभार वीस यूरोपीय देश पाहतात. या प्रत्येक देशाचे दोन अधिकृत प्रतिनिधी सेर्न कौन्सिलवर असतात. एक प्रतिनिधी त्या देशातील प्रशासनाचा व दुसरा त्या देशाचे राष्ट्रीय वैज्ञानिक हितसंबंध जपणारा असतो. प्रत्येक देशाला एका मताचा अधिकार असतो. सेर्न कौन्सिलचे बहुतेक निर्णय साध्या बहुमताने होऊ शकतात मात्र प्रत्यक्षात तिचे उद्दिष्ट शक्य तोवर एकमत कसे होईल, हे असते.

सेर्नचे मुख्यालय जिनीव्हा (स्वित्झर्लंड) येथे २०० हेक्टरपेक्षा अधिक आणि १९६५ नंतर फ्रान्समध्ये ४५० हेक्टरपेक्षा अधिक विस्तृत क्षेत्रावर पसरलेले आहे. सेर्न कौन्सिल हे संघटनेचे सर्वोच्च प्राधिकरण असून सर्व महत्त्वाचे निर्णय घेण्याची जबाबदारी या कौन्सिलची असते. ही कौन्सिल सेर्नच्या वैज्ञानिक, तंत्रविद्याविषयक व प्रशासकीय कामांचे नियंत्रण करते. संघटनेने हाती घेतलेल्या कामांच्या प्रकल्पांना कौन्सिल मान्यता देते त्यांचे अंदाजपत्रक (अर्थसंकल्प) तयार करते आणि झालेल्या खर्चाचे पुनर्विलोकन करते.

वैज्ञानिक धोरण समिती व वित्त समिती कौन्सिलला मदत करतात. वैज्ञानिक धोरण समिती भौतिकीविदांनी प्रस्तावित केलेल्या कामांच्या वैज्ञानिक गुणवत्तेचे मूल्यमापन करते आणि त्या कामांच्या बाबतीत शिफारशी करते. या समितीचे सदस्य वैज्ञानिक असून त्यांची निवड त्यांचे सहकारी करतात. त्यांचे राष्ट्रीयत्व लक्षात न घेता सेर्न कौन्सिल वैज्ञानिक श्रेष्ठतेनुसार किंवा गुणवत्तेनुसार त्यांची नेमणूक करते. संघटनेचे सदस्य नसलेल्या देशांतूनही काही वैज्ञानिकांची समितीचे सदस्य म्हणून निवड होते.

वित्त समिती राष्ट्रीय प्रशासकीय प्रतिनिधींची बनलेली असून सदस्य देशांच्या वित्तीय देणग्या आणि संघटनेचे अंदाजपत्रक व खर्च यांविषयीच्या बाबींशी या समितीचा संबंध येतो.

सेर्न कौन्सिल बहुधा पाच वर्षांसाठी सरसंचालकाची नेमणूक करते. सरसंचालक संघटनेचा व्यवस्थापक असून त्याला संचालनालय मदत करते. त्यातील सदस्यांचे प्रस्ताव तो कौन्सिलसमोर मांडतो. आपला अहवाल तो थेट कौन्सिलला सादर करतो. संशोधनाच्या कार्यक्रमांसमोरील गरजा भागविण्यासाठी कोणती जुळवाजुळव करणे गरजेचे आहे, तेही तो कौन्सिलला सुचवू शकतो. तो सेर्न प्रयोगशाळेचाही व्यवस्थापक असून विविध विभागांच्या मदतीने तो प्रयोगशाळेचे काम चालू ठेवतो. संचालनालय आंतरराष्ट्रीय परस्परसंबंध चालू ठेवण्याचे काम करते.

जुलै २०१२ मध्ये ऑस्ट्रिया, बेल्जियम, बल्गेरिया, चेक प्रजासत्ताक, डेन्मार्क, फिनलंड, फ्रान्स, जर्मनी, ग्रीस, हंगेरी, इटली, नेदर्लंड्स, नॉर्वे, पोलंड, पोर्तुगाल, स्लोव्हाक प्रजासत्ताक, स्पेन, स्वीडन, स्वित्झर्लंड व युनायटेड किंग्डम हे वीस देश सेर्नचे सदस्य होते. यांशिवाय रोमेनिया, इझ्राएल व सर्बिया हे देश सदस्य होण्याच्या वाटेवर असलेले सहसदस्य होते. तसेच जे देश व आंतरराष्ट्रीय संघटना सेर्नचे सदस्य होऊ शकत नाहीत वा ज्यांना सहजपणे सदस्य होता येत नाही असे यूरोपियन कमिशन, भारत, जपान, रशियन फेडरेशन, तुर्कस्तान, युनेस्को आणि अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने हे सेर्नचे निरीक्षक सदस्य होते. यांव्यतिरिक्त सदस्य नसलेले परंतु सेर्नशी सहकार्य करार करणारे ३७ देश असून १९ देशांचा सेर्नबरोबर वैज्ञानिक बाबतीत संपर्क होत असतो.

सदस्य देशांची काही खास कर्तव्ये व विशेषाधिकार वर दिले आहेत. शिवाय सदस्य देश सेर्नच्या प्रकल्पांच्या भांडवली व कामचलाऊ खर्चाला देणगीद्वारे मदत करतात व त्यांचे प्रतिनिधी सेर्न कौन्सिलमध्ये असतात. सेर्न संघटना व तिची कामे यासंबंधातील सर्व महत्त्वाच्या निर्णयांची जबाबदारी या प्रतिनिधींची असते. निरीक्षक सदस्य सेर्न कौन्सिलच्या बैठकांना हजर राहू शकतात व त्यांना कौन्सिलचे दस्तऐवज मिळू शकतात. मात्र निरीक्षक सदस्य सेर्नच्या निर्णय घेण्याच्या कार्यपद्धतीत भाग घेऊ शकत नाहीत.

सेर्नमध्ये प्रत्यक्ष काम करणाऱ्या कर्मचाऱ्यांची संख्या २,४०० पेक्षाही कमी होती (जुलै २०१२). प्रयोगशाळेतील वैज्ञानिक व तंत्रविद्याविषयक कामांशी निगडित असलेला कर्मचारी वर्ग कणवेगवर्धकासारखी यंत्रसामग्री उभारतो तिचे कार्य सुरळीतपणे चालू राहील हे पाहतो जटिल वैज्ञानिक प्रयोगांतील प्रदत्त (माहिती) तयार करण्याचे काम करीत असतो आणि प्रदत्ताचे विश्लेषण करून त्याचा अर्थ लावण्याच्या कामांत मदत करू शकतो.

सेर्नमधील सुविधा वापरण्यासाठी जगभरातील वैज्ञानिक तेथे येत असतात. जगातील मूलकणभौतिकीविदांपैकी निम्मे म्हणजे सु. १०,००० भौतिकीविद आपल्या संशोधनासाठी सेर्नमध्ये अभ्यागत वैज्ञानिक म्हणून येतात. हे वैज्ञानिक ६०८ विद्यापीठे व ११३ देश यांचे प्रतिनिधी आहेत (जुलै २०१२). ज्या प्रयोगांसाठी सेर्नचे सहकार्य घेण्यात येते, त्या प्रयोगांचा वित्तपुरवठा, उभारणी व प्रत्यक्ष प्रयोग करणे यांची जबाबदारी सदस्य व बिगरसदस्य देशांतील भौतिकीविद व त्यांना वित्तपुरवठा करणाऱ्या संस्था यांची असते. लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर (एल एच सी) यासारख्या सुविधांच्या उभारणीसाठी सेर्नचा पुष्कळ निधी खर्च होतो. तेथील प्रयोगांचा खर्च सेर्न कौन्सिल अंशतःच करते.

सेर्नमध्ये उपलब्ध असलेल्या वैज्ञानिक संशोधनविषयक सुविधा या त्या प्रकारच्या जगातील सर्वांत शक्तिशाली आणि अनेक विषयांसाठी उपयुक्त अशा आहेत. येथील ६०० मेगॅव्होल्ट सिंक्रोसायक्लोट्रॉन हे उपकरण १९५७ मध्ये सक्रिय झाले. त्याचा शोध त्याआधी बावीस वर्षांपूर्वी लागला होता. या उपकरणामुळे भौतिकीविदांना पाय-मेसॉन किंवा पायॉन या मूलकणाचे इलेक्ट्रॉन व न्यूट्रिनो या मूलकणांमध्ये होणाऱ्या क्षयाचे निरीक्षण करता आले [⟶ मूलकण]. ही घटना दुर्बल अणुकेंद्रीय परस्परक्रियेतील संशोधनाच्या प्रगतीला कारणीभूत ठरली [⟶ पुंज क्षेत्र सिद्धांत]. यानंतर या प्रयोगशाळेची सातत्याने वाढ होत आली आहे. मूलकणांच्या शलाकांचे तीव्र वा प्रबल केंद्रीकरण वापरणारे प्रोटॉन सिंक्रोट्रॉन हे उपकरण येथे १९५९ मध्ये कार्यान्वित झाले. प्रोटॉनांची समोरासमोर टक्कर घडवून आणणारे इंटरसेक्टिंग स्टोरेज रिंग्ज (आय एस आर) हे येथील उपकरण १९७१ मध्ये सक्रिय झाले. सात किमी. परिघाचे सुपर प्रोटॉन सिंक्रोट्रॉन (एस पी एस) हे उपकरण १९७६ मध्ये कार्यान्वित झाले. अँटिप्रोटॉन ॲक्युम्युलेटर रिंगची भर पडल्यावर सुपर प्रोटॉन सिंक्रोट्रॉन या उपकरणाचे १९८१ मध्ये प्रोटॉन-अँटिप्रोटॉन कोलायडर (आघातकारक) या उपकरणामध्ये रूपांतर करण्यात आले [ ⟶ द्रव्य आणि प्रतिद्रव्य]. त्यामुळे प्रयोग करून दुर्बल अणुकेंद्रीय परस्परक्रिया या मूलभूत परस्परक्रियेचे वाहक असलेल्या W व Z या मूलकणांचे अस्तित्त्व सिद्ध करता आले (१९८३). [ या मोठ्या प्रकल्पातील महत्त्वाच्या निर्णायक कामगिरीसाठी कार्लो रूबिया (इटली) व सायमन व्हॅन डर मेर (नेदर्लंड्स) यांना १९८४ मध्ये भौतिकीचे नोबेल पारितोषिक मिळाले]. लार्ज इलेक्ट्रॉनपॉझिट्रॉन कोलायडर (एल ई पी) हे उपकरण १९८९ मध्ये कार्यान्वित झाले. त्याचा परीघ २७ किमी. असून त्याच्यामुळे Z या मूलकणाचा व मूलकण भौतिकीतील स्टँडर्ड मॉडेल (प्रमाणभूत प्रतिकृती) या सिद्धांताचा तपशीलवार अभ्यास करण्याची सुविधा उपलब्ध झाली. (अणुकेंद्रीय प्रेरणांना कारणीभूत असणारी प्रबल अणुकेंद्रीय परस्परक्रिया, किरणोत्सर्गी क्षयाला कारणीभूत असणारी दुर्बल अणुकेंद्रीय परस्परक्रिया आणि विद्युत् चुंबकीय परस्परक्रिया या तीन मूलभूत परस्परक्रियांचे स्पष्टीकरण या सिद्धांताने सामान्य भौतिकीय भाषेत देता येते). नंतर येथे कार्यान्वित झालेल्या लार्ज हेड्रॉन कोलायडर या कण वेगवर्धकामुळे ४ जुलै २०१२ रोजी हिग्ज-१ बोसॉन या मूलकणासारखा मूलकण आढळला.

मूलभूत विज्ञान हे सेर्नचे संशोधन क्षेत्र आहे. यांपैकी मूलकण भौतिकी व विश्वस्थितिशास्त्र या क्षेत्रांचा माणसाच्या दैनंदिन जीवनाशी अगदी दूरान्वयाने संबंध आहे. तसेच त्यांतील संशोधनाचे लगेचच व्यावहारिक उपयोग होतील असेही दिसत नाही. म्हणून असे संशोधन मनुष्यबळ व भौतिक साधनसंपत्ती यांच्या दृष्टीने प्रयत्न करण्याएवढे मोलाचे आहेत का, असा प्रश्न पडतो. तथापि, मूलभूत संशोधनामुळे माणूस त्याच्या दैनंदिन जीवनातील परिस्थितीतील विचारसरणी व तंत्रविद्या यांबाबतीत दूर म्हणजे सीमावर्ती क्षेत्राकडे वाटचाल करू शकतो. त्यामुळे मूलभूत संशोधनातील प्रगतीच्या अनेक नवीन टप्प्यांकडे झेप घेण्यासाठी उड्डाण फलाट, प्रेरक शक्ती किंवा उद्‌गम म्हणून याचा उपयोग होतो.

मूलभूत विज्ञानातील संशोधनातून नवीन कल्पना व पद्धती पुढे येऊन नंतर त्या प्रचलित होतात. उदा., विजेचा दिवा एकोणिसाव्या शतकातील विजेविषयीच्या जिज्ञासेतून वा कुतूहलातून पुढे आला. सेर्नमधील वैज्ञानिक टिम बर्नर्स-ली यांनी सहकाऱ्यांसह १९८९ मध्ये वर्ल्ड वाइड वेब (डब्ल्यू डब्ल्यू डब्ल्यू) याविषयी प्रथम प्रस्ताव केला आणि १९९० मध्ये त्याचा शोध लावला. या जागतिक संदेशवाहक जालकामुळे जगातील मूलकणभौतिकीविदांच्या सर्व संशोधन पथकांना परस्परांशी अधिक सहजपणे संपर्क साधणे शक्य झाले. मेणबत्तीवर कितीही अनुप्रयुक्त म्हणजे व्यवहारोपयोगी संशोधन केले असते, तरी विजेचा दिवा लाभला नसता. तसेच दूरध्वनी संचाविषयीचे संशोधन व विकासाचे कितीही काम केले असते, तरी जागतिक संदेशवाहक जालक निर्माण करता आले नसते. अशा रीतीने मूलभूत विज्ञानाच्या संशोधनासाठी कुतूहल व कल्पनाशक्ती यांची आवश्यकता असते, हे लक्षात येईल. या जालकामुळे ६० पेक्षा अधिक देश व ८,००० पेक्षा अधिक वैज्ञानिक परस्परांशी जोडले गेले आणि त्यांच्यामध्ये चांगला संपर्क निर्माण करणारी सुविधा उपलब्ध झाली. अर्थात हे वैज्ञानिक बहुतेक वेळा आपापल्या देशातील विद्यापीठांत किंवा राष्ट्रीय प्रयोगशाळांमध्येच बसून काम करतात आणि गरजेनुसार या जालकाचा उपयोग करतात.

वर्ग:कण त्वरक व प्रयोगशाळा
वर्ग:महिला संपादनेथॉन २०२१ लेख