Den Europæiske Organisation for Højenergifysik (CERN; engelsk: European Organization for Nuclear Research) er en europæisk atomforskningsorganisation, som driver verdens største forsøgsanlæg for partikelfysik.
Navnet CERN kommer af fransk: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire. CERN har observatørstatus i de Forenede Nationer (FN). CERN blev grundlagt i 1954 og er beliggende på den fransk-schweiziske grænse i en forstad nordvest for Geneve (46°14′3″N 6°3′19″Ø / 46.23417°N 6.05528°Ø). CERN har 22 medlemslande,hvoraf Israel er det eneste ikke-europæiske land med fuldt medlemskab. Benævnelsen CERN bruges også i omtale af selve forsøgsanlægget, som i 2016 beskæftigede 2.500 videnskabelige, tekniske og administrative medarbejdere og modtog omkring 12.000 brugere. Samme år producerede CERN 49 petabyte data. CERN’s hovedformål er at stille partikelacceleratorer og anden nødvendig infrastruktur til rådighed for forsøg med højenergifysik. Som resultat er talrige eksperimenter blevet opstillet og gennemført i internationalt samarbejde. Hovedanlægget ved byen Meyrin rummer et stort datacenter, som dels anvendes til lagring og analyse af data og dels til simuleringer. Forskere har brug for online adgang til disse faciliteter, så forskningscenteret har historisk set været centrum i et stort elektronisk netværk. I CERN’s virke ligger også oprindelsen til World Wide Web.
European Organization for Nuclear Research (engelsk) Organisation européenne pour la recherche nucléaire (fransk) Den Europæiske Organisation for Højenergifysik | |||
---|---|---|---|
Kort, der viser CERN's medlemslande | |||
Hovedkvarter | Geneve, Schweiz | ||
Officielle sprog | Engelsk Fransk | ||
Type | International organisation | ||
Medlemskab |
| ||
Ledere | |||
• Generaldirektør | Fabiola Gianotti | ||
• Rådspræsident | Sijbrand de Jong | ||
Etableret | |||
• CERN konventionen blev åbnet for underskrivelse | 1. juli 1953 | ||
• og trådte i kraft i kraft | 29. september 1954 | ||
Hjemmeside home.cern |
Aftalen om etablering af CERN blev ratificeret den 29. september 1954 af 12 vesteuropæiske lande. Forkortelsen CERN stammer fra det franske Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Det Europæiske Råd for Kerneforskning), som var navnet på organitiationens midlertidige bestyrelse, der i 1952 blev etableret af de 12 europæiske regeringer, herunder Danmark. Da den midlertidige bestyrelse blev opløst, bibeholdt man akronymet CERN, selv om navnet i 1954 blev ændret til det nuværende Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire (European Organization for Nuclear Research).
CERN’s første rådspræsident var Sir Benjamin Lockspeiser. Edoardi Amaldi var generalsekretær for CERN i dets tidlige start, hvor arbejdetsprocesserne stadig var under udvikling, og den første generaldirektør var Felix Bloch (i 1954).
I begyndelsen var forsøgsanlægget helliget studier af atomkerner, men snart blev det også anvendt til højenergifysik med fokus på studier af interaktioner mellem subatomare partikler. Derfor omtales forsøgsanlægget CERN ofte som Det Europæiske Forsøgsanlæg for Partikelfysik (Laboratoire européen pour la physique des particules), et navn der i højere grad beskriver arbejdet på anlægget.
Adskillige væsentlige forsøgsresultater er opnået ved arbejdet på CERN. De omfatter bl.a.
I september 2011 tiltrak CERN sig mediernes bevågenhed, da forskningsgruppen bag OPERA-projektet rapporterede fundet af neutrinoer, der bevægede sig hurtigere end lyset. Yderligere forsøg viste, at resultaterne var fejlbehæftede på grund af et forkert forbundet GPS-synkroniseringskabel.
I 1984 blev nobelprisen i fysik tildelt Carlo Rubia og Simon van der Meer for resultater, som førte til opdagelsen af W- og Z-partiklerne. I 1992 blev nobelprisen i fysik tildelt CERN-forskeren Georges Charpak for “opfindelse og udvikling af partikeldetektorer, og især for trådkammeret “multiwire proportional chamber”.
I 2013 blev nobelprisen i fysik tildelt François Englert og Peter Higgs for deres teoretiske beskrivelse af Higgs-mekanismen året efter fundet af Higgs-partiklen gennem forsøg ved CERN.
Udviklingen af World Wide Web startede som et CERN-projekt ved navn ENQUIRE. Projektet blev igangsat af Tim Berners-Lee i 1989 og Robert Cailliau i 1990. Projektets formål var at facilitere forskernes informationsdeling baseret på et hypertekstsystem. Den første hjemmeside blev lanceret i 1991, og den 30. april 1993 meddelte CERN, at World Wide Web kunne bruges af alle. En kopi af den første hjemmeside udformet af Berners-Lee kan stadig ses på World Wide Web Consortium’s hjemmeside som et historisk dokument. Allerede først i 1980erne - og inden udviklingen af World Wide Web – gennemførte CERN en banebrydende udvikling af selve internetteknologien. I 1995 blev Berners-Lee og Cailliau hædret i fællesskab af Association for Computing Machinery (ACM) for deres bidrag til udviklingen af internettet.
I de senere år er CERN blevet et center for Grid computing og huser projekter som Enabling Grids for E-sciencE (EGEE) og LHC Computing Grid. Laboratoriet huser også CERN Internet Exchange Point (CIXP), det ene af de to største internet-knudepunkter (fysisk infrastruktur for udveksling af internettrafik) i Schweiz.
CERN driver et sammenhængende anlæg på seks acceleratorer og en decelerator. Hver accelererende enhed i kæden øger energien i partikelstrålerne inden de sendes videre til forsøg eller til den næste og kraftigere accelerator. Anlægget består af følgende aktive maskiner:
Se hovedartikkelen for Large Hadron Collider
Mange af de nuværende aktiviteter på CERN indebærer forsøg med den største accelerator, Large Hadron Collider (LHC). LHC repræsenterer et storstilet globalt samarbejde. LHC befinder sig i en tunnel 60-100 m under jorden i området mellem Genève Internationale Lufthavn og den nærliggende Jurabjergkæde. Størstedelen af den cirkulære tunnel på 27 km i omkreds ligger på den franske side af grænsen. Tidligere har tunnelen huset den store elektron-positron accelerator LEP (Large Electron-Positron Collider), som blev lukket ned i november 2000. CERN’s eksisterende PS/SPS acceleratoranlæg bruges til at øge energien af protoner og blyioner, som derefter injiceres ind i LHC.
Syv forskningsprojekter, ALICE, ATLAS, CMS, LHCb, LHCf, MoEDAL og TOTEM, er placeret langs acceleratoren. Alle eksperimentene studerer partikelkollisioner fra forskellige aspekter og med forskellige teknologier. Opførelsen af anlæg til de forskellige projekter har været en ingeniørmæssig udfordring. For eksempel måtte man skaffe en særlig kran fra Belgien til at sænke dele af CMS-detektoren ned i undergrunden, da hver del vejede næsten 2.000 tons. Den første af de næsten 5.000 magneter, som konstruktionen krævede, blev sænket ned i en specialbygget skakt den 7. marts 2005. LHC genererer store mængder af data, som CERN sender til forskningsinstitutioner rundt omkring i verden til videre behandling– og gør brug af en særlig Grid-infrastruktur, LHC Computing Grid. I april 2005 sendte en vellykket test 600 MB/s til syv forskellige modtagere i verden. De første partikelstråler blev injiceret i LHC i august 2008. Den 10. september 2008 blev den første stråle sendt rundt i hele LHC, men systemet gik ned 10 dage senere på grund af en defekt magnetforbindelse, og den 19. september 2008 blev acceleratoren taget ud af drift i ca. et år for reparation. Den 20. november 2009 blev LHC sat i drift igen og sendte fejlfrit to stråler rundt, hver med en energi på 450GeV. Ingeniørernes udfordring var herefter at få de to stråler rettet ind, så de ville kollidere med stor kraft. Det var “som at skyde to nåle tværs over Atlanten og få dem til at ramme hinanden”, ifølge Steve Myers, direktør for acceleratorer og teknologi på CERN. Den 30. marts 2010 lykkedes det med LHC at få to protonstråler til at kollidere, hver med en hastighed på 3,5 TeV energi pr. proton, altså en kollision på 7 TeV. Dette var imidlertid kun begyndelsen på det arbejde, der forventedes at føre til opdagelsen af Higgs-partiklen. Da forsøgsperioden med 7 TeV kollisioner sluttede, øgede acceleratoren i marts 2012 energien til 8 TeV (4 TeV pr. proton). I juni 2012 annoncerede CERN-forskerne, at de havde fundet en ny partikel, som de senere bekræftede var Higgs-partiklen. I marts 2013 bekendtgjorde CERN, at de målinger, man havde udført på den nyfundne partikel, understøttede, at dette var Higgs-partiklen. I starten af 2013 blev LHC lukket ned for en 2-årig periode med henblik på vedligeholdesarbejde, en forbedring af de elektriske forbindelser mellem magneterne i acceleratoren, samt andre opgraderinger. Den 5. april 2015, efter to års vedligeholdelses- og konsolideringsarbejde, blev LHC startet op for sin anden kørselsperiode. To protronstråler blev uden problemer sendt rundt i hver sin retning i den 27 km lange ring. Den første opstart til den rekordhøje energy på 6,5 TeV blev udført den 10. april 2015. Arbejdet fortsatte i 2016, hvor den skitserede kollisionshastighed kunne overskrides for første gang, samt i 2017.
I samarbejde med forskningsgrupper over hele verden undersøger CERN to koncepter for fremtidige acceleratorer: En lineær elektron-positron accelerator med et nyt accelerationskoncept til at øge energien (CLIC) og en større version af LHC-acceleratoren, et projekt der for øjeblikket kaldes Future Circular Collider (fremtidig cirkulær accelerator). Designstudier for FCC er i gang og undersøger muligheden for at bygge en 100TeV circulært maskine i en 100 km lang tunnel, med LHC som injector.
De mindre acceleratorer befinder sig på Meyrin-hovedanlægget (også kaldet West Area), som oprindeligt blev anlagt i Schweiz langs den franske grænse, men siden 1965 har været udvidet ind over grænsen til Frankrig. Der er ingen synlige tegn på landegrænsen, bortset fra en række markeringssten. Der er seks indgange til Meyrin-anlægget:
Inter-site tunnel, den indre forbindelsestunnel til overførsel af udstyr til og fra CERN lokaliteter i Frankrig, håndteret af personale med særlig tilladelse. Denne rute er den eneste tilladte for sådanne overførsler. Som aftalt i CERN-traktaten betales der ikke afgifter for disse overførsler. Overførslerne kontrolleres af toldembedsmænd.
SPS og LEP/LHC tunnelerne ligger for størstedelen udenfor hovedanlægget og ligger stort set gemt under fransk landbrugsland, usynligt på overfladen. Dog er der opstillet overfladeanlæg rundt omkring i tunnelernes udstrækning, enten i form af bygninger til brug for forsøg, eller andre anlæg, som anvendes til driften af acceleratorerne, som f.eks. kryogenanlæg og adgangsskakter. Ved disse anlæg udføres forsøgene nede i tunnelernes niveau. Tre af disse forsøgsanlæg (ALICE, CMS og LHCb detektorerne) ligger i Frankrig, mens ATLAS ligger i Schweiz; dog ligger nogle af de tilhørende kryogenanlæg og adgangsskakter i Schweiz. Det største forsøgsanlæg, Prévessin, også kaldet North Area, er målstation for ikke-kollisionsforsøg med SPS-acceleratoren. Andre anlæg er dem, der blev brugt til forsøgene UA1, UA2 og LEP (sidstnævnte anvendes ved LHC-forsøgene). Bortset fra LEP- og LHC-forsøgene, benævnes de fleste forsøg officielt med anlæggets navn og et fortløbende nummer. For eksempel foregik forsøget NA32, hvor man studerede partikler med ‘charm’ quarks, på Prévessin (North Area), og i forsøget WA22 anvendte man boblekammeret Big European Bubble Chamber (BEBC) ved Meyrin-anlægget (West Area) til at studere neutrino-interaktioner. UA1 og UA2 anses for at foregå i undergrunden (Underground Area), dvs. på anlæg ved SPS-acceleratoren. De fleste af CERN’s bilveje ved Meyrin- og Prévessin-anlæggene er opkaldt efter berømte fysikere, f.eks. Richard Feynman, Niels Bohr og Albert Einstein.
Siden CERN blev grundlagt af 12 medlemslande i 1954 er flere kommet til med jævne mellemrum. Alle nye medlemslande er forblevet i organisationen siden de tiltrådte, undtagen Spanien og Jugoslavien. Spanien tilsluttede sig oprindeligt CERN i 1961, trak sig ud i 1969, men kom tilbage i 1983. Jugoslavien var et af CERN’s stiftende medlemslande, men forlod organisationen i 1961. Af de 22 medlemslande er Israel det første og hidtil eneste ikke-europæiske land med fuldt medlemskab. Israel tilsluttede sig organisationen den 6. januar 2014. Medlemslandenes bidrag til budgettet beregnes på basis af deres BNP.
Medlemsland | Status siden | Bidrag (million CHF i 2017) | Bidrag (procentdel af total i 2017) | Bidrag pr. indbygger (CHF/person i 2017) |
---|---|---|---|---|
Stiftende medlemslande | ||||
Belgien | 29. september 1954 | 30,9 | 2,76490% | 2,7 |
Danmark | 29. september 1954 | 19,8 | 1,77200% | 3,4 |
Frankrig | 29. september 1954 | 160,3 | 14,31995% | 2,6 |
Tyskland | 29. september 1954 | 228,9 | 20,43893% | 2,8 |
Grækenland | 29. september 1954 | 13,4 | 1,20136% | 1,6 |
Italien | 29. september 1954 | 118,9 | 10,62383% | 2,1 |
Holland | 29. september 1954 | 53,4 | 4,77159% | 3,0 |
Norge | 29. september 1954 | 32,4 | 2,89674% | 5,4 |
Sverige | 29. september 1954 | 30,6 | 2,73414% | 3,0 |
Schweiz | 29. september 1954 | 43,8 | 3,91633% | 4,9 |
Storbritannien | 29. september 1954 | 169,0 | 15,09604% | 2,4 |
Jugoslavien | 29. september 1954 | 0 | 0% | 0 |
Tiltrådte medlemslande | ||||
Østrig | 1. juni 1959 | 24,2 | 2,16538% | 2,9 |
Spanien | 1. januar 1983 | 80,8 | 7,21596% | 2,0 |
Portugal | 1. januar 1986 | 12,4 | 1,11382% | 1,3 |
Finland | 1. januar 1991 | 15,0 | 1,34699% | 2,8 |
Polen | 1. juli 1991 | 31,6 | 2,82107% | 0,8 |
Ungarn | 1. juli 1992 | 6,7 | 0,60250% | 0,7 |
Tjekkiet | 1. juli 1993 | 10,5 | 0,93717% | 1,1 |
Slovakiet | 1. juli 1993 | 5,4 | 0,48362% | 1,0 |
Bulgarien | 11. juni 1999 | 3,3 | 0,29323% | 0,4 |
Israel | 6. januar 2014 | 16,7 | 1,49109% | 2,7 |
Rumænien | 17. juli 2016 | 11,1 | 0,99338% | 0,6 |
Totalt medlemslande | 1.119.900.050 | 100% | - | |
Associerede medlemslande i indledende stadie til medlemskab | ||||
Serbien | 15. marts 2012 | 1,9 | - | - |
Cypern | 1. april 2016 | 1,0 | - | - |
Slovenien | 4. juli 2017 | 0,5 | - | - |
Associerede medlemslande | ||||
Tyrkiet | 6. maj 2015 | 4,7 | - | - |
Pakistan | 31. juli 2015 | 1,4 | - | - |
Ukraine | 5. oktober 2016 | 1,0 | - | - |
Indien | 16. januar 2017 | 11,6 | - | - |
Associerede medlemslande der afventer ratificering | ||||
Litauen | 27. juni 2017 | - | - | |
Kandiderende lande for tilslutning | ||||
Totalt bidrag fra alle medlemslande, kandiderende og associerede lande | 1.142,1 | - | - |
Associerede medlemmer, kandiderende lande:
Tre lande har observatørstatus:
Tre internationale organisationer har observatørstatus:
Ikke-medlemsstater (med angivelse af dato for samarbejdsaftaler), der for øjeblikket er involveret i CERN-programmer er:
CERN har også videnskabelig kontakt med følgende lande: :
Internationale forskningsinstitutioner, f.eks. CERN, kan bistå diplomati gennem forskning.
CERN har taget initiativ til et project (SCOAP3). Med SCOAP3-samarbejdet deles landende om publiceringsomkostninger hos forlagene uden udgifter for forskerne. Samtidig sænker forlagene sine abonnementspriser for deltagerne i sammenskudsgildet. I første fase i årene 2014-2016 deltog 3000 biblioteker, konsortier, forskningsinstitutioner, forlagsvirksomheder og finansieringsorganer fra mange lande i projektet. Alle artikler af CERN-forfattere publiceres med gold open access.
Et af projektene hos CERN går ud på se nærmere på forbindelsen mellem kosmisk stråling og skydannelse. Dette kan ske under kontrollerede eksperimentelle omstændigheder ved benyttelse af et skykammer og en af CERN's partikelaccelerator. Eksperimentet er navngivet CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets). Det er Henrik Svensmarks teori om solens indvirkning på den globale opvarmning, der er baggrunden for dette projekt.
This article uses material from the Wikipedia Dansk article CERN, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Indholdet er udgivet under CC BY-SA 4.0 medmindre andet er angivet. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Dansk (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.