ЦЕРН — Европейский центр ядерных исследований

Александр Сергеев
«Что нового в науке и технике» №1-2, 2006

Досье

Учрежден: 29 сентября 1954 года.
Финансирование: Австрия, Болгария, Бельгия, Великобритания, Венгрия, Германия, Греция, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Словакия, Финляндия, Франция, Чехия, Швеция, Швейцария.
Наблюдатели: Израиль, Индия, Россия, США, Турция, Япония, Европейская комиссия, ЮНЕСКО.
Место: окрестности Женевы, на границе Швейцарии и Франции.

© CERN Copyright. Вид территории ЦЕРНа с птичьего полета. На аэрофотоснимке показано, где под землей пролегают туннели ускорителей. Большое кольцо — LEP/LHC, среднее — SPS, меньшее — PS (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)

© CERN Copyright. Вид территории ЦЕРНа с птичьего полета. На аэрофотоснимке показано, где под землей пролегают туннели ускорителей. Большое кольцо — LEP/LHC, среднее — SPS, меньшее — PS (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)

Территория: >100 га в Швейцарии и > 450 га во Франции; подземные туннели охватывают на порядок большую площадь.
Персонал: около 3 тыс. постоянных сотрудников; в проектах участвуют около 6,5 тыс. ученых из 80 стран — почти половина специалистов по физике высоких энергий в мире.
Адрес в интернете: www.cern.ch

Миссия

Со времен Резерфорда физика микромира использует один и тот же прием: столкнуть посильнее две частицы и посмотреть, что получится в результате. Чтобы добраться до атомного ядра, нужна энергия, измеряемая миллионами электронвольт (МэВ), а кварковая структура материи проявляется на гигаэлектронвольтах (ГэВ). В столкновениях можно получить любые частицы, на которые хватит энергии по формуле Эйнштейна E=mc2. (Конечно, при этом должны соблюдаться законы сохранения, например, электрического заряда и др.) Большинство из них быстро распадаются, но по следам распада можно понять, с чем мы имели дело, и проверить предсказания теории. Именно так в 1983 году были обнаружены W- и Z-бозоны массой около 100 ГэВ — частицы-переносчики слабого взаимодействия, предсказанные в 1967 году в рамках теории электрослабого взаимодействия Глэшоу—Вайнберга—Салама. На сегодня подтверждены практически все предсказания Стандартной модели элементарных частиц. Не найден пока только загадочный бозон Хиггса — который нужен для объяснения, откуда у других частиц берется масса. Обнаружить его — главная задача строящегося коллайдера LHC.

Хроника

1952 — выбрано место для создания центра вблизи Женевы.
1953 — жители кантона Женева одобрили строительство на референдуме (16 539 против 7332).
1954 — начало строительства, официальное учреждение ЦЕРНа.
1957 — запущен первый синхроциклотрон SC с энергией 600 МэВ (закрыт в 1990 году).
1959 — запущен протонный синхротрон PS, 28 ГэВ.
1968 — изобретена многопроволочная пропорциональная камера (Нобелевская премия, 1992: Жорж Шарпак).
1971 — первый в мире протон-протонный коллайдер ISR (Intersecting Storage Rings), 62 ГэВ (закрыт в 1984-м).
1973 — на пузырьковой камере «Гаргамель» обнаружены нейтральные токи — решающее подтверждение теории электрослабого взаимодействия.
1976 — запущен протонный суперколлайдер SPS, 300 ГэВ (позже — 400 ГэВ).

© CERN Copyright. Общий вид LHC с основными экспериментальными установками. Пунктирная линия — граница Швейцарии и Франции (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)
© CERN Copyright. Общий вид LHC с основными экспериментальными установками. Пунктирная линия — граница Швейцарии и Франции (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)
1983 — открытие W- и Z-бозонов — Нобелевская премия, 1984: Карло Руббиа, Симон ван дер Меер.
1989 — запущен коллайдер LEP, длина кольца 27 км, энергия 45 ГэВ (остановлен в 2000-м для переделки в LHC).
1990 — Тим Бернес-Ли создал протокол HTTP и заложил основу World Wide Web — всемирной паутины.
1999 — начато строительство LHC (запуск ожидается в 2007-м).
2000 — впервые наблюдались признаки образования кварк-глюонной плазмы.

Установки

Linac2 (протоны, 50 МэВ) и Linac3 (тяжелые ионы) — линейные ускорители готовят пучки частиц для других установок.
PS Booster — протонный ускоритель, 1,4 ГэВ, окружность более 600 м. Принимает протоны от Linac2, разгоняет и подает в PS.
PS — протонный синхротрон (28 ГэВ, 1959), разгоняет протоны и тяжелые ионы и передает в SPS.
SPS — протонный суперсинхротрон (400 ГэВ, 1971), окружность 7 км. Первоначально работал с фиксированной мишенью, с 1981 года в режиме протон-антипротонного коллайдера. С 1989 года ускорял электроны и позитроны для LEP. С 2007 года будет ускорять протоны для LHC.

© CERN Copyright. Основные экспериментальные установки ЦЕРНа (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)
© CERN Copyright. Основные экспериментальные установки ЦЕРНа (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)
LEP — Большой электрон-позитронный коллайдер (45 ГэВ, 1989), туннель окружностью 26 км 659 м проложен на глубине около 100 м. Остановлен в 2000 году для перестройки в LHC.
LHC — Большой адронный коллайдер (14 ТэВ, 2007), создается в туннеле LEP, станет крупнейшим в мире ускорителем на встречных протонных пучках. При нем сооружается пять основных экспериментальных установок. Две самые крупные CMS и ATLAS предназначены для детектирования бозона Хиггса, поиска подтверждений суперсимметрии и отклонений от Стандартной модели.

Персоналии

Жорж Шарпак, родился в 1924 году в Польше, еще в детстве уехал с родителями в Палестину, потом оказался в Париже. Во время войны был во французском сопротивлении, выжил в Дахау. В 1946-м получил французское гражданство. В ЦЕРНе работал с 1959-го по 1991 год и был там одной из ключевых фигур.

Тим Бернерс-Ли (фото с сайта www.inter.su)
Тим Бернерс-Ли (фото с сайта www.inter.su)
Изобретенная им многопроволочная пропорциональная камера радикально повысила точность регистрации частиц и через 24 года принесла ему Нобелевскую премию.

Тим Бернерс-Ли (на фото), родился в 1955 году в Лондоне в семье математиков-компьютерщиков. В 1976 году закончил Оксфорд и собрал свой первый ПК. Идею гипертекста он придумал для личных нужд около 1980 года. В 1989 году, работая программистом в ЦЕРНе, предложил на ее основе построить совместный доступ к научным данным в распределенной компьютерной сети. Вскоре были готовы первые версии языка HTML и протокола HTTP. Всего через несколько лет проект обрел мировой масштаб, а сам Бернерс-Ли учредил Консорциум всемирной паутины (W3C), который занимается разработкой стандартов для интернета.

Легенды

Первая делегация из СССР появилась в ЦЕРНе в 1959 году. Члены делегации внесли целый ряд интересных предложений. Но всё же больше всего коллегам из ЦЕРНа запомнились два факта: никому не известный молчаливый «эксперт», который всюду сопровождал советских ученых, и банкет, организованный делегацией в отеле «Метрополь». Количество икры и водки вспоминали даже на 50-летнем юбилее ЦЕРНа. За доставку яств отвечал член делегации Иван Чувило — один из основателей и впоследствии директор Лаборатории высоких энергий при ОИЯИ в Дубне. Ему пришлось тогда приложить массу усилий, убеждая швейцарскую таможню в дипломатическом статусе своего багажа, чтобы его пропустили без досмотра.

Терминология

© CERN Copyright. Большой адронный коллайдер (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)
© CERN Copyright. Большой адронный коллайдер (изображение с сайта cdsweb.cern.ch)

Адроны — класс частиц, состоящих из кварков.
Бозоны — частицы с целым значением спина; бозонами являются все переносчики взаимодействий.
Глюоны — частицы-переносчики взаимодействия, связывающие кварки в адронах.
Кварки — фундаментальные частицы материи.
Коллайдер — ускоритель, в котором сталкиваются два встречных пучка частиц.
Синхротрон — кольцевой ускоритель частиц с орбитой постоянного радиуса.
Стандартная модель — современная теория элементарных частиц; охватывает электрослабое и сильное взаимодействия.
Теория электрослабого взаимодействия — описывает электромагнитное и слабое взаимодействия как разные проявления одного взаимодействия.
Электронвольт =1,6 х 10–19 Дж — энергия, приобретаемая электроном при прохождении разности потенциалов 1 вольт.


13
Показать комментарии (13)
Свернуть комментарии (13)

  • AlexA  | 06.03.2006 | 12:59 Ответить
    Да, ЦЕРН и его установки впечатляют. Дополнительные материалы об ускорителе LHC можно прочитать в переводах на www.boinc.ru/book.htm
    Ответить
  • tatianka_06  | 13.12.2007 | 19:57 Ответить
    мдааа.... никак не ожидала!!!!
    недавно прочитала книгу Дена Брауна "Ангелы и Демоны" там как раз упоминается ЦЕРН... Не хочу показаться безграмотной, но я и правда не думала что он существует насамом деле......
    Ответить
    • tata4kiff > tatianka_06 | 04.04.2008 | 18:13 Ответить
      Я тоже читала эту книгу...про ЦЕРН знала,но про коллайдер,думала очередная выдумка Брауна....но как оказалось нет....здорово
      Ответить
  • SALPETERs  | 19.07.2008 | 04:06 Ответить
    ЛЮДИ НАУКИ ДО ТЕХ ПОР БУДУТ ИЗГОЛЯТСЯ В СВОЕМ ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИИ ПОКА НЕ ЗАХЕРАЧАТ РЕАЛЬНОСТЬ К ТАКОЙ ТО МАТЕРИ!

    ЭЛЕМЕНТАРНО:
    1) При разгоне до световой скорости, что произойдет с массой тела?...

    2) Скорость света как известно - ПРЕДЕЛ ФАКТОРА БЫТИЯ! (мой термин)
    то бишь за пределом скорости света начинается разрушение пронстранственно-временного континума - ЭТО ОЧЕВИДНО.
    а значит:
    3)При разгоне встречных пучков частиц - ПРОИЗОЙДЕТ СЛОЖЕНИЕ СКОРОСТЕЙ
    А СЛЕДОВАТЕЛЬНО ВОЗНИКНЕТ ПРЕЦЕДЕНТ НАРУШЕНИЯ ПРЕДЕЛА СКОРОСТИ СВЕТА!!!

    ТОЛЬКО ЖОПОГОЛОВЫЕ НЕДОУМКИ ОТ НАУКИ могут БАЛОВАТЬСЯ С ЭТИМ НЕ УЧИТЫВАЯ ПОСЛЕДСТВИЙ!

    Дело тут даже не количестве выделенной при столкновении энергии! А в ПРЕЦЕДЕНТЕ РАЗРУШЕНИЯ ФАКТОРА БЫТИЯ!!!
    Ответить
    • Trikster > SALPETERs | 23.07.2008 | 21:44 Ответить
      А они всегда сначала делают а потом типа мы ни при чем. Вроде если не мы то другие через сто лет додумаются и приведут еще массу примеров. Только мировоззрение через эти самые сто лет будет совсем другое, но об этом не вспоминают. Так и с расщеплением атома и всеми ОЧЧень научными бомбами и в химии постарались на славу. Хорошо хоть Никола Тесла додумался не передавать свои изобретения миру. Наверно до сих пор спасибо надо говорить.
      Ответить
  • SALPETERs  | 19.07.2008 | 04:08 Ответить
    САМОЕ ГЛАВНОЕ ЭТО, ТО ЧТО СОБСТВЕННО КОВЫРЯНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЗИСА РЕАЛЬНОСТИ - САМОУБИЙСТВЕННАЯ ГЛУПОСТЬ!!!

    ДЛЯ ЧЕГО ЭТО СДЕЛАНО?!!

    ПОТЕШИТЬ САМОЛЮБИЕ И ЛЮБОПЫТСТВО?!!

    А ЧТО ПОТОМ??? ЧТО ЭТО ДАСТ РОМЕ ШАНСА ПОГУБИТЬ ВСЕ?

    Genadijs B. SALPETERs
    Ответить
    • saint > SALPETERs | 01.09.2008 | 14:19 Ответить
      Все что вы здесь понаписали только доказывает что вы ничего не понимаете по крайней мере в теории относительности, и скорее всего в физике вообще. Лучше бы молчали, чем показывали свою необразованность.

      Что касается вашего вопроса. Любой человек со средним даже образованием понимает, что в основе технического прогресса прежде всего лежит фундаментальная наука.
      Ответить
  • Янина  | 11.11.2008 | 18:45 Ответить
    Здравствуйсте. Совершенно согласна с последним комментарием. Над экспериментом работают ученые из 80 стран, непосредственное строительство БАК ведется более 15 лет, идея появилась еще раньше. Все эти выдумки и слухи про черную дыру, новом ядерном оружии, взрыве глупость, и обычная пиар кампания для науки, люди, которые не понимают этого, ставят в первую очередь себя в глупое положение, и наводят страх на невежд, доверяющих им.
    Ответить
  • Petropavlovsky  | 21.03.2010 | 18:55 Ответить
    В незнании и предубеждении виноваты те ролики, которые крутили по ТВ -о возникновении "черной дыры". Да еще вся шумиха снабжалась комментариями "докторов" наук (непонятно кем аттестованных). Лично мне потребовалось залезть в учебники физики и пройтись по всем сайтам наших ядерных институтов (они открыты). Очень интересно и увлекательно. Кстати работы велись и ранее. Почему сейчас такой ажиотаж - наверно пресса. Что бы успокоить - для возникновения чего то непредвиденного нужна энергетика в пучке протонов на 30(!) порядков больше, а радиус установки отстоять на 1000 км от поверхности Земли. Ну, проверьте еще раз по формулам, что будет с массой (и не только) при около световых скоростях протона. Ведь если Вы зашли на этот сайт Вы ведь точно читали что-то. Что касается недоумений поповоду трат - вообще-то Россия денег не тратит (см.коллобрацию), наоборот зарабатывает для страны. Для меня было удивление, что после провальных лет именно физики России собрали детектор АТЛАС сооружение сравнимое по трудоемкости с ракетой Н-1.
    Ответить
  • minimalist  | 25.12.2011 | 20:55 Ответить
    на каких частотах работают нейтрино?

    Хотелось бы узнать и услышать, как звучит материя вселенной. Где можно изучить импульсы этих частиц. Если я не ошибаюсь, они должны при разбитии на какой-то чистоте удаляться от центра взрыва, а если узнать, то можно направленными частотами под такими же углами обратить процесс в спять.
    Как теория, возможно ли это???
    Ответить
  • ZMA  | 28.12.2012 | 13:25 Ответить
    Аммм... Вопрос! Как максимальную скорость перемищения энергии можна превысить в с помощью энергии. Превысить скорость света физически не возможно. По этому глупыши не бойтесь конца существовании материи из-за подобных эксперементов.
    Ответить
    • ZMA > ZMA | 28.12.2012 | 13:32 Ответить
      И ешчо: чем выше скорость, тем больше маса. По этому ускорить можно лишь саму энергию, но как понять это? Вить благо даря Мировой Энергии (Свой термин)всё состоит с энергии, благодаря движению всего мира, мы и вобще всё, обритает масу. Канешно относительно ближайшим источником энерги, как земля, сила притежения вроде как. Энергия не исчезает, а происходит обмен. В проччим Я бы обьяснил, как я пришёл к этому, но на это письма не хватит, а вернее времини. И это не одно мысль по этому поводу, просто лень писать, потому, что меня серавно некто не поймёт, умаляю, если ктото меня понял, то пришлите ответ или вопрос, если заинтересовал.
      Ответить
      • Artiom MWZ > ZMA | 31.12.2012 | 13:31 Ответить
        Извинети, я дал не свой адрес, Зма этоя просто, дал вам адрес "blackcross@.ru", а забыл что мой имейл адрес "blackcrossmwz" Поєтому, прошу ответі на мою віше показаную и дальнейшую речь, скидевать мне. ZMA - ЯМА - Я_годн, М_иколайович, А_ртем, (якщо на українській мові), поняли асоциацию, такчто скидевать ответы сюда в коментарии, либо мне на имэйл "BlackCrossMWZ@.ru", а лучше В Контакте "http://vk.com/id160606052"
        Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005-2017 «Элементы»