|
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A CERN egy részlete, háttérben a Jura-hegység már francia oldalon van.
A CERN az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet, a részecskefizikai kutatások európai szervezete, a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriuma, a Large Hadron Collider (LHC) és a World Wide Web (WWW vagy röviden Web) születési helye. A francia-svájci határon helyezkedik el, Genftől kissé északra. Az alapító okiratot 1954. szeptember 29-én írták alá 12-en, jelenleg viszont már 20 tagországgal rendelkezik.
Célja részecskegyorsítók biztosítása a nagyenergiájú fizika számára, nemzetközi együttműködések keretében számtalan kísérletet építettek fel itt. A fő telephelyen Meyrin-ben van egy nagy számítástechnikai központ is, rendkívül hatékony adatfeldolgozó kapacitással.
Jelenleg 3000 teljes idejű alkalmazottja van, és mintegy 6500 tudományos kutató és mérnök – 80 nemzet 500 egyeteméről
–, a világ részecskefizikai közösségének mintegy fele, dolgozik
CERN-beli kísérleteken. A nagyközönség szívesen látott vendége a CERN Mikrokozmosz kiállításának, és lehetőség van időnként ténylegesen működő detektorok szervezett látogatására is.
Eredetileg az Európai Atommagkutató Tanács (franciául Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) rövidítése. A CERN-t 12 ország hozta létre 1952-ben a laboratórium megépítésére. Később a „Tanács” elnevezést „Központ”-ra változtatták (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire).[1]
Mai hivatalos neve az angol European Organization for Nuclear Research, azaz Európai Nukleáris Kutatási Szervezet, vagyis a betűszó elvált a tényleges rövidítéstől.
Fontosabb tudományos eredmények [szerkesztés]
Kutatási épületek a CERN-ben
A CERN-ben hoztak létre és mutattak ki először antianyagot (antihidrogént).
Felfedezték a semleges áramokat 1973-ban a Gargamelle buborékkamra segítségével.
Felfedezték a gyenge kölcsönhatás közvetítő részecskéit, a W- és Z-bozonokat, amiért Carlo Rubbia és Simon van der Meer fizikai Nobel-díjat kapott 1984-ben.
Kimutatták, hogy csak három részecskecsalád létezik.
A nagy hadronütköztető gyűrűt (LHC) többek között a többi részecskének tömeget adó Higgs-részecske keresésére és a szuperszimmetria elméletének igazolására építik.
Az 1992-es fizikai Nobel-díjat Georges Charpak kapta a sokszálas proporcionális kamra kifejlesztéséért.
A CERN és a számítástechnika [szerkesztés]
A World Wide Web (világháló) alapelveit Tim Berners-Lee a CERN munkatársaként dolgozta ki. Jelenleg a sok távoli számítógépet összekötő Grid-et fejlesztik a CERN-ben, amely az LHC miatt jelentősen megnövekedett számolási szükségletet hivatott kielégíteni.
A CERN tagországai. Kékkel az alapítótagok, zölddel a később csatlakozók
Alapító tagok: Belgium, Dánia, Németország, az Egyesült Királyság, Franciaország, Görögország, Hollandia, Jugoszlávia, Norvégia, Olaszország, Svájc, Svédország.
Azóta:
Jelenleg tehát 20 tagja van.
Az indiai Atomenergia Részleg ajándéka ez a Siva-szobor. A 40-es épület mellett található.
A CERN gyorsító rendszere hat fő gyorsítóból áll:
- Két lineáris gyorsító kis energiájú részecskéket állít elő a proton szinkroton számára. A Linac2 elnevezésű protonokat, a Linac3 nehézionokat gyorsít.
- A PS Booster, ami előgyorsítóként szolgál a többi gyorsító számára.
- A 28 GeV-es protonszinkrotront (PS) 1959-ben építették. Jelenleg az SPS előgyorsítójaként szolgál.
- A szuper protonszinkrotron (SPS), amelyet egy 2 km átmérőjű alagútba építettek, 1976-ban kezdett el működni. Eredetileg 300 GeV
energiájú volt, amit fokozatosan 450 GeV-re emeltek. Amellett, hogy
saját nyalábbal rendelkezett álló céltárgyú ütközések számára, proton–antiproton ütköztetőként is működött, sőt elektronokat és pozitronokat is gyorsított a LEP (Large Electron Positron collider ring = nagy elektron-pozitron ütköztetőgyűrű) számára. 2007-től kezdve protonokat, antiprotonokat és nehézionokat fog belőni a nagy hadronütköztető gyűrűbe (LHC, Large Hadron Collider).
- Az On-Line Isotope Mass Separator (ISOLDE), amely instabil atommagok tanulmányozására szolgál, 1967-ben állt üzembe. A részecskéket a PS Boosterben gyorsítják, mielőtt az ISOLDE-ba kerülne. 1974-ben és 1992-ben jelentősen átépítették.
- Az antiproton-lassító (Antiproton Decelerator, AD), antiprotonokat lassít le a fénysebesség mintegy 10%-ára, hogy az antianyagot lehessen tanulmányozni.
Az LHC CMS detektorának építése
Az LHC detektorai és gyorsítórendszere. A protononyalábok a p jelű lineáris gyorsítóban kezdik útjukat, majd a Booster, a proton szinkrotron (PS, 26 GeV) és a szuper protonszinkrotron
(SPS, 450 GeV) után az LHC 27 kilométeres alagútjába jutnak, ahol a
négy nagy kísérletben ütköztetik azokat. A LEP-nél a páros sorszámú
pontoknál voltak a detektorok L3, ALICE, OPAL DELPHI növekvő sorszám
szerint
A CERN legnagyobb feladata jelenleg a tervek szerint 2007-ben elinduló nagy hadronütköztető
(LHC, Large Hadron Collider) építése és az ezzel kapcsolatos
kísérletek. Ez azt a 27 km kerületű alagutat fogja használni, amelyet
előzőleg a 2000-ben leállított LEP foglalt el, és a PS/SPS rendszer fogja előgyorsítani az ide kerülő protonokat. Az LHC nyalábenergiája 7 TeV lesz.
Az alagút 100 méterrel a föld alatt húzódik a genfi repülőtér és a közeli Jura-hegység között. Öt kísérlet (CMS, ATLAS, LHCb, TOTEM, ALICE)
épül és fog működni a gyorsító mellett. Mindegyik részecskeütközéseket
vizsgál majd más-más szempontból és technológiával. Építésükhöz hatalmas
mérnöki teljesítményre volt szükség. Csak egy példa, a CMS elemeinek föld alá süllyesztéshez Belgiumból kellett egy 2000 tonna teherbírású darut bérelni.
A CERN másik projektje a CERN neutrínók a Gran Sasso-nak (CNGS, CERN Neutrinos to Gran Sasso) elnevezésű. Ebben a kísérletben a CERN-ből müon-neutrínókat irányatanak egy már meglévő Olaszországi Gran Sasso-hegység alatti alagútban lévő neutrínódetektorba. A kísérlet célja a Super-Kamiokande által kimutatott neutrínóoszcilláció további vizsgálata.
Már nem működő gyorsítók [szerkesztés]
Két UNESCO-konferencia után Firenzében és Párizsban 11 európai kormányzat aláírta a megállapodást az ideiglenes CERN létrehozásáról. 1952 májusában találkozott először az ideiglenes tanács Párizsban.
1953. június 29., az „ideiglenes” CERN 6. konferenciáján Párizsban 12 európai állam képviselői aláírták az alapító okiratot.
1953 októberében egy amszterdami konferencián a CERN-nek és a laboratóriumainak helyében megállapodtak: Genf (Svájc) mellett lesz.
1954. február 24-én lezajlott a CERN Tanács 1. konferenciája genfi megalakulása után.
1954. szeptember 29.: a 12 tagállam közül 7 ratifikálta a közös európai kutatócentrumról, a CERN-ről szóló államközi megállapodást.
1955. június 10.: A CERN alapkövét Felix Bloch rakta le (a CERN első főigazgatója).
1957: Üzembe állt a szinkrociklotron (SC), amely protonokat gyorsított 600 MeV energiára. Több mint 33 éves működés után 1990-ben állították le.
1959: Ausztria tag lett.
1959. november 24.: A protonszinkrotron (PS) 28 GeV-es – az akkor világviszonlatban is legmagasabb – protonenergiájú szinkrotron üzembe állt; jelenleg előgyorsítóként működik.
1961 januárjában lett Spanyolország a CERN tagja, mialatt Jugoszlávia az egykori alapító állam kilépett.
1962. május 24.: Baudouin, Belgia király meglátogatta a CERN-t.
1965
létrejött egy megállapodás Franciaországgal, hogy a tervezett
proton-tárológyűrű, az Intersecting Storage Ring (ISR) részben francia
területen fog elhelyezkedni.
1968: Georges Charpak feltalált egy részecskedetektort,
amely egy gázzal töltött kamrában számtalan párhuzamos drótot
tartalmazott a jobb hely és energiafelbontás érdekében.
Forradalmasította ezzel a részecskeazonosítást és 1992-ben fizikai Nobel-díjat kapott érte.
1968 decemberében Spanyolország kilépett a szervezetből, és csak 1983 januárjában lépett ismét be.
1970-ben a CERN költségvetése 370 millió svájci frankot ért el. Ekkor a költségek 23%-át a Német Szövetségi Köztársaság, 22%-át Nagy-Britannia és 20%-át Franciaország állta.
1971: Az első proton-tárológyűrű – az Intersecting Storage Ring (ISR) – üzembe lépett.
1971: Az első európai buborékkamra (BEBC) üzembe lépett a neutrínóreakciók vizsgálatára.
1973: A Z0-részecske semleges áramát felfedezte a francia André Lagarrigue a Gargamelle-buborékkamrával.
1976: A szuper protonszinkrotron (SPS) 7 km kerületű pályával 400 GeV-es protonokat szolgáltatott.
1981: Az SPS-t proton–antiproton ütköztetővé alakították át. Ennél alkalmazták először a holland Simon van der Meer által kidolgozott sztochasztikus hűtés elvét.
1983. január: az 1969-es kilépés után Spanyolország ismét visszalépett a szervezetbe.
1983 májusa: A W- és Z-bozonok felfedezése; Carlo Rubbia és Simon van der Meer kapták ezért 1984 októberében a fizikai Nobel-díjat.
1983. szeptember 13-án a francia államelnök, François Mitterrand és a svájci elnök Pierre Aubert meglátogatta a CERN-t.
1986: Portugália taggá vált.
1989 augusztusa: A nagy elektron–pozitron ütköztetőgyűrűt (LEP,
Large Electron Positron collider ring) üzembe helyezték. A 27 km hosszú
alagút detektoraiban az elektronok az antirészecskéikkel, pozitronokkal
ütköztek nagyjából 100 GeV-es energiával. 2000-ben leállították az LHC
építése miatt.
1990: Tim Berners-Lee kifejlesztette a World Wide Web-et.
1991: Finnország és Lengyelország CERN-tag lett
1992-ben Magyarország, lépett be.
1993: Csehország és Szlovákia léptek be.
1996: A LEAR-tárológyűrűnél antihirogén-atomot hoztak létre. Ezzel megszületett az első bizonyítéka, hogy az anyag és az antianyag között kismértékű eltérés van (CP-sértés). 2001: Ezt egy további kísérlet megerősítette.
1999: A nagy hadronütköztető-gyűrű (LHC) építése megkezdődött.
1999-ben Bulgária lett a 20. CERN-tagállam.
2000: Az első nyomok arra, hogy kvark-gluon plazma keletkezett; ezzel kapcsolatos további kísérleteket az LHC ALICE-detektoránál terveznek. (Jelenleg az amerikai RHIC-nek vannak komoly eredményei ezen a téren.)
2000: A LEP bezárása.
2000: Üzembe állt az antiproton-lassító (AD), az antianyagvizsgálat fontos eszköze.
2002: Több ezer „hideg” antihidrogén atom előállítása és tárolása (antiproton-lassító,
ATHENA-együttműködés). Produktion von Antimaterie mittels
Teilchenkollision gelungen (Größe: 1,425 Nanometer). Beginn der
Datenaufnahme im COMPASS-Experiment
2007: A nagy hadronütköztető-gyűrű (LHC) tevezett indulása protonos és nehézionok TeV nagyságrendű ütközési energiával. Több ország – amelyek nem tartoznak a CERN-hez – együttműködési megállapodást írt alá: India, Japán, Kanada, Oroszország és az Egyesült Államok.
2008. július 2.
A CERN legutóbbi hivatalos információi szerint az LHC szegmenseinek
lehűtése a terv szerint halad, és körülbelül augusztus végére az egész
rendszerben elérik az 1,9 °K-t (ez mindössze 1,9 °C-kal van az abszolút nulla fok
felett, azaz valamivel több mint –271 °C-nak felel meg). Ha ez
bekövetkezik, megkezdődhetnek az első, még teszt-jellegű kísérletek. A
hivatalos indulást idén októberre tervezik.
2008. szeptember 10. Elindulnak a tesztek. Még nem történik ütköztetés, viszont a két protonnyaláb mindkét irányban bejárja a gyorsítót.
Itt elsősorban a kísérleti fizikusokról van szó. Az elméleti fizikusokról is bővebb szó esik a forrásmunkában.[2] Részecskefizikai kutatás elsősorban a következő intézetekhez köthető:
Magyarország több tudósa vett és vesz részt a CERN-es részecskefizikai és magfizikai mérésekben.
Első kaput 1964-es Dubna-CERN egyezmény nyitott Magyarország számára, mely lehetővé tette magyar kutatók munkavégzését a CERN-be.
Először magyar kutatók a EMC (Európai Müon-Együttműködés) méréseiben vettek részt, 8-an a KFKI Részecske és Magfizikai Kutatóintézetéből. A mérés célja a kvarkok kölcsönhatását leíró kvantum-színdinamika kísérleti ellenőrzése volt.
Részt vettek többen a LEP L3-detektorának kísérletében, melynek célja a standard modell
vizsgálata volt. A detektor kimutatta, hogy nincs több részecskecsalád,
a már ismert hármon kívül. Nem sikerült ugyan megtalálnia a Higgs-bozont, de tömegét jelentősen behatárolta 114 és 250 GeV/c² közé. A mérési pontosság lehetővé tette, hogy a fel nem fedezett top-kvark tömegét megbecsüljék. Ez igen jól egyezett a Fermilab Tevatron gyorsítójánál később mért értékekkel (ott fedezték fel a top-ot).
A felvételről szóló előzetes megállapodást Carlo Rubbia, a CERN akkori főigazgatója, és Pungor Ernő tárca nélküli miniszter írta alá 1992. április 26-án. Magyarország 1992. június 26-án csatlakozott a CERN-hez, ekkor vette fel Magyarországot egyhangú szavazással a CERN Tanács.
A szuper-protonszinkrotron (SPS) NA49 nehézionfizikai kísérletéhez
rögtön csatlakozott egy csoport, mely a berendezés felépítésében is
részt vett a „Budapest-falnak” nevezett detektor megépítésével, mely repülési időt (közvetve sebességet) mért.
Magyarország belépésünk óta nagyobb létszámmal vett részt a LEP
OPAL detektorának kísérleteiben. Mivel a detektor már készen volt, az
ottani tudósaink főleg a fizikai analízisekben vettek részt: a Higgs-bozon keresésében, a standard modell ellenőrzésében és fotonfizikai vizsgálatokban.[3]
Az épülő LHC kísérleteiben két csoport vesz részt
- a részecskefizikusok (többnyire a korábbi OPAL-osok) a CMS-detektorának építésében, tesztelésében, elindulása után majd a kísérletek elemzésében,
- nehézion-fizikusaink pedig elsősorban az ALICE-kísérletben.
Vannak kutatóink az antiproton-lassítóhoz (AD) csatlakozó japán-európai ASACUSA-kísérletben is, ahol antiprotonos kísérletekkel vizsgálják többek között a CPT-szimmetriát. Az ASACUSA egy rövidítés (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons = atomi spektroszkópia és ütközések lassú antiprotonok felhasználásával), de emellett utalás Tokió híres Asacusa-szentélyére is.[4][5] Végül részt veszünk az LHCb kísérlet Online Monitoring rendszerének fejlesztésében is.
A CERN nemzetközi szervezet, nem tartozik egyik befogadó állam
fennhatósága alá sem, telephelyei a szervezet felügyelete alá tartoznak,
mint például az ENSZ épületek.
A CERN a kiinduló helyszíne az Angyalok és Démonoknak, Dan Brown regényének, illetve az abból készült 2009-es filmnek. A CERN angol nyelvű oldalán leírás található arról, hogy mi igaz, és mi nem a könyv CERN-nel kapcsolatos állításaiból.
Az alagút építésénél használták a MOM Gi-B3 típusú giróteodolitját is
| 
