CERN Europees onderzoekslaboratorium

CERN, bij naam van de organisatie Européene pour la Recherche Nucléaire, voorheen (1952–54) Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Engelse Europese organisatie voor nucleair onderzoek, internationale wetenschappelijke organisatie die is opgericht met het oog op gezamenlijk onderzoek naar hoogenergetische deeltjesfysica. De organisatie, opgericht in 1954, heeft haar hoofdkantoor in de buurt van Genève en opereert uitdrukkelijk voor onderzoek met een 'puur wetenschappelijk en fundamenteel karakter'. Artikel 2 van het CERN-verdrag, dat de sfeer van vrijheid benadrukt waarin CERN is gevestigd, stelt dat het "zich geen zorgen hoeft te maken over werk voor militaire vereisten en dat de resultaten van zijn experimentele en theoretische werk zullen worden gepubliceerd of anderszins algemeen beschikbaar zullen worden gesteld". CERN's faciliteiten voor wetenschappelijk onderzoek - die 's werelds grootste machines, deeltjesversnellers, vertegenwoordigen die zijn gericht op het bestuderen van de kleinste objecten van het universum, subatomaire deeltjes - trekken duizenden wetenschappers van over de hele wereld aan. Onderzoeksprestaties bij CERN, waaronder Nobelprijswinnende wetenschappelijke ontdekkingen, omvatten ook technologische doorbraken zoals het World Wide Web.

De oprichting van CERN was op zijn minst gedeeltelijk een poging om de Europese fysici terug te vorderen die als gevolg van de Tweede Wereldoorlog om verschillende redenen naar de Verenigde Staten waren geëmigreerd. De voorlopige organisatie, die in 1952 werd opgericht als Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, was in 1950 voorgesteld door de Amerikaanse natuurkundige Isidor Isaac Rabi op de vijfde Algemene Conferentie van UNESCO. Bij de formele bekrachtiging van de samenstelling van de groep in 1954, verving het woord Organisatie Conseil in zijn naam, hoewel de organisatie bekend bleef onder het acroniem van de vroegere naam. Tegen het einde van de 20e eeuw had CERN een lidmaatschap van 20 Europese staten, naast verschillende landen die de status van "waarnemer" behielden.

CERN heeft de grootste en meest veelzijdige faciliteiten in zijn soort ter wereld. De site beslaat meer dan 100 hectare (250 acres) in Zwitserland en sinds 1965 meer dan 450 hectare (1.125 acres) in Frankrijk. De activering in 1957 van de eerste deeltjesversneller van CERN, een synchrocyclotron van 600 mega-elektronenvolt (MeV), stelde natuurkundigen in staat (ongeveer 22 jaar na de voorspelling van deze activiteit) het verval van een pi-meson, of pion, in een elektron te observeren en een neutrino. Het evenement was behulpzaam bij de ontwikkeling van de theorie van de zwakke kracht.

Het CERN-laboratorium groeide gestaag en activeerde de deeltjesversneller die bekend staat als de Proton Synchrotron (PS; 1959), die "sterke focussering" van deeltjesbundels gebruikte om een ​​acceleratie van protonen van 28 giga-elektron (GeV) te bereiken; de Intersecting Storage Rings (ISR; 1971), een revolutionair ontwerp dat frontale botsingen tussen twee intense 32-GeV-bundels protonen mogelijk maakt om de effectieve energie die beschikbaar is in de deeltjesversneller te vergroten; en de Super Proton Synchrotron (SPS; 1976), met een omtrekring van 7 km (4,35 mijl) die protonen kan versnellen tot een piekenergie van 500 GeV. Experimenten bij de PS in 1973 toonden voor het eerst aan dat neutrino's met materie konden interageren zonder in muonen te veranderen; deze historische ontdekking, bekend als de 'neutrale stroominteractie', opende de deur naar de nieuwe fysica die belichaamd is in de elektrozwakke theorie, en verenigde de zwakke kracht met de meer bekende elektromagnetische kracht.

In 1981 werd de SPS omgezet in een proton-antiproton-collider op basis van de toevoeging van een Antiproton Accumulator (AA) -ring, die de ophoping van antiprotons in geconcentreerde bundels mogelijk maakte. Analyse van proton-antiproton-botsingsexperimenten met een energie van 270 GeV per bundel leidde tot de ontdekking van de W- en Z-deeltjes (dragers van de zwakke kracht) in 1983. Natuurkundige Carlo Rubbia en ingenieur Simon van der Meer van CERN kregen de 1984 Nobelprijs voor natuurkunde als erkenning voor hun bijdrage aan deze ontdekking, die experimentele verificatie leverde van de elektrozwakke theorie in het standaardmodel van de deeltjesfysica. In 1992 ontving Georges Charpak van CERN de Nobelprijs voor natuurkunde als erkenning voor zijn uitvinding in 1968 van de proportionele kamer met meerdere draden, een elektronische deeltjesdetector die een revolutie teweegbracht in de hoge-energiefysica en toepassingen heeft in de medische fysica.

In 1989 huldigde CERN de collater Large Electron-Positron (LEP) in, met een omtrek van bijna 27 km (17 mijl), die zowel elektronen als positronen kon versnellen tot 45 GeV per bundel (verhoogd tot 104 GeV per bundel in 2000). LEP maakte uiterst nauwkeurige metingen van het Z-deeltje mogelijk, wat leidde tot substantiële verfijningen in het standaardmodel. LEP werd in 2000 stopgezet en in dezelfde tunnel vervangen door de Large Hadron Collider (LHC), ontworpen om protonenbundels te laten botsen met een energie van bijna 7 tera-elektronvolt (TeV) per straal. De LHC, die naar verwachting het bereik van hoogenergetische fysica-experimenten zou uitbreiden naar een nieuw energieplatform en zo nieuwe, nog niet in kaart gebrachte studiegebieden zou onthullen, begon in 2008 met testoperaties.

De oprichtingsmissie van CERN, om de samenwerking tussen wetenschappers uit veel verschillende landen te bevorderen, vereiste voor de implementatie de snelle verzending en communicatie van experimentele gegevens naar sites over de hele wereld. In de jaren tachtig begon Tim Berners-Lee, een Engelse informaticus bij CERN, aan een hypertekstsysteem voor het koppelen van elektronische documenten en aan het protocol voor de overdracht tussen computers. Zijn systeem, dat in 1990 bij CERN werd geïntroduceerd, werd bekend als het World Wide Web, een middel voor snelle en efficiënte communicatie dat niet alleen de hoogenergetische natuurkundegemeenschap, maar ook de hele wereld transformeerde.