CERN (ЦЕРН)

Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) - основанная в 1954 году международная организация, занимающаяся исследованиями в области физики элементарных частиц, находящаяся в Швейцарии. В ЦЕРН построены первый ускоритель частиц - синхроциклотрон, Большой электрон-позитронный коллайдер и Большой адронный коллайдер (БАК) - самый крупный и мощный в мире ускоритель простейших частиц.

Ученые центра совершили ряд крупных открытий в области физики элементарных частиц: обнаружили W- и Z-бозоны, впервые получили атом антиводорода. А в 2013 году в ЦЕРН в результате серии экспериментов на БАК был обнаружен бозон Хиггса - элементарная частица, за счет которой, согласно Стандартной модели, фактически создается вся масса Вселенной.

Помимо открытий в области физики, ЦЕРН прославился тем, что в его стенах был предложен гипертекстовый проект Всемирная паутина. Английский учёный Тим Бернерс-Ли и бельгийский учёный Роберт Кайо, работая независимо, предложили в 1989 году проект связывания документов посредством гипертекстовых ссылок для облегчения обмена информации между группами исследователей, занимающихся проведением больших экспериментов на коллайдере LEP.

Первоначально проект использовался только во внутренней сети ЦЕРНа. В 1991 году Бернерс-Ли создал первые в мире веб-сервер, сайт и браузер. Однако Всемирная паутина становится действительно всемирной только когда были написаны и опубликованы спецификации URI, HTTP и HTML.

30 апреля 1993 года CERN объявил, что Всемирная паутина будет свободной для всех пользователей.

CERN входит в крупный Grid-проект EGEE (Enabling Grids for E-sciencE) и развивает собственные Grid-сервисы. Этим занимается специальное отделение, связанное с коллайдером — LHC Computing Grid.

CERN - одна из двух точек обмена интернет трафиком в Швейцарии CINP (CERN Internet Exchange Point).

В CERN собирают и используют свой собственный дистрибутив операционной системы Linux — Scientific Linux.

2024: Строительство нового коллайдера, который будет мощнее, чем Большой адронный коллайдер,

В начале ноября 2024 года новый глава европейской лаборатории ЦЕРНа, британский физик Марк Томсон, рассказал о создании гигантского коллайдера частиц, гораздо более мощного, чем Большой адронный коллайдер, позволивший открыть знаменитую «частицу Бога», бозон Хиггса.

Я уверен, что строительство нового коллайдера – верный путь развития и ЦЕРНа, и науки в целом, — заявил Томсон во время онлайн-пресс-конференции, когда ЦЕРН сообщил, что он возглавит организацию на следующие пять лет, начиная с января 2026 года.

𝓲

wikipedia.org

Лаборатория ЦЕРНа, расположенная на границе Франции и Швейцарии, уже много лет работает над разгадкой устройства Вселенной. Ей принадлежит Большой адронный коллайдер (БАК) — 27-километровое кольцо для столкновения протонов, расположенное на глубине около 100 метров под землей. Ожидается, что БАК полностью завершит свою работу примерно к 2040 году, и ЦЕРН рассматривает возможность строительства гораздо более крупного коллайдера, чтобы ученые могли и дальше расширять горизонты своих возможностей. Пока что ЦЕРН рассматривает технико-экономическое обоснование строительства 91-километрового коллайдера FCC, стоимость которого, по оценкам, составит около $17 млрд.

Томсон, профессор экспериментальной физики элементарных частиц в Кембриджском университете и исполнительный председатель Совета по научным и технологическим учреждениям Великобритании, приветствует новый проект, отмечая, что окончательное решение будет принято лишь через несколько лет. «У нас есть время, чтобы сформировать ясный консенсус, основанный на научных аргументах», - сказал он. В ЦЕРНе Томсон заменит итальянского физика Фабиолу Джанотти, которая десять лет назад была выбрана первой женщиной-руководителем лаборатории. Она также выразила поддержку проекту FCC.^[1]

2019

Соглашение о научно-техническом сотрудничестве с НИТУ «МИСиС»

В апреле 2019 года было подписано соглашение о научно-техническом сотрудничестве в области физики высоких энергий и других областях взаимного интереса между правительством Российской Федерации и Европейской организацией по ядерным исследования (CERN). Одним из первых значимых событий в рамках этого сотрудничества станет вручение дипломов выпускникам уникальной совместной образовательной программы НИТУ «МИСиС» и CERN «Перспективные решения, технологии, методики и материалы для поиска новых физических эффектов». Лучшие выпускники получат приглашение в аспирантуру НИТУ «МИСиС» и на стажировку в CERN с возможностью дальнейшего трудоустройства.

Работа НИТУ «МИСиС» в проектах Европейской организации по ядерным исследованиям началась ещё в 2015 году, а в 2017 году между университетом и CERN было подписано соглашение о сотрудничестве. В настоящее время вуз является активным членом коллаборации LHCb на Большом адронном коллайдере (БАК), а также коллаборации SHiP на ускорителе SPS.

В 2018 году в НИТУ «МИСиС» была запущена совместная с CERN междисциплинарная образовательная программа на перекрёстке физики высоких энергий, материаловедения и наук о данных. Основная цель курса — подготовка молодых специалистов для разработки перспективных технологий и материалов для поиска новых физических эффектов в экспериментах CERN. К проведению занятий были приглашены учёные Европейской организации по ядерным исследованиям и партнёрских университетов: университета Цюриха, университета Неаполя, Федеральной политехнической школы Лозанны, Имперского колледжа Лондона и др. Некоторые из слушателей уже начали с ними совместную научную работу вне рамок курса.

2016

Российские ученые начали проектировать самую массивную часть нового эксперимента CERN

Группа инженеров НИТУ «МИСиС» начала разработку конструкции самой массивной части новой экспериментальной установки SHiP (Search for Hidden Particles) – камеры распадного объема (decay vessel) в Европейском центре ядерных исследований (CERN, Женева). Цель нового эксперимента SHiP — найти объяснение явлениям, которые не описывает Стандартная Модель физики элементарных частиц: существование темной материи и отсутствие антивещества во Вселенной^[2].

В Европейском центре ядерных исследований (CERN, Женева) идет подготовка нового эксперимента – SHiP (Search for Hidden Particles, с англ. «поиск скрытых частиц»). Цель нового эксперимента заключается в поиске трех возможных фундаментальных частиц – тяжелых нейтральных лептонов (Heavy Neutral Leptons, HNL), называемых также майорановскими нейтрино. Введение этих частиц в Стандартную Модель физики элементарных частиц позволит описать существование темной материи, а также отсутствие антиматерии во Вселенной.

Задача инженеров НИТУ «МИСиС» – создать и рассчитать оптимальную модель камеры распадного объема. Кроме того, им необходимо будет проработать несколько вариантов исполнения камеры распада, отличающихся как конструкцией, так и материалами, и величиной давления внутри камеры.

По словам ректора НИТУ «МИСиС» Алевтины Черниковой, «над новой экспериментальной установкой работает международная команда, включающая 41 научную организацию из 16 стран мира. НИТУ «МИСиС» присоединился к проекту SHiP в 2015 году в качестве эксперта по сверхпроводящим магнитам и различным видам сплавов и сталей, применяемых в строительстве системы SHiP, а также как один из основных участников проектирования и реализации инженерной части проекта».

Камера распадного объема представляет собой коническую трубу с внутренней и внешней обшивками. Конструкция оболочки камеры состоит из нескольких сотен ячеек, каждая из которых имеет 6 внутренних поверхностей. Инженеры НИТУ «МИСиС» провели последовательную серию расчетов и моделирования конструкции и условий нагрузки, по результатам которой были выбраны определенная марка стали и алюминиевого сплава в качестве материала, а также оптимальные размеры и геометрия элементов конструкции экспериментальной установки.

«В проектируемой распадной камере будут происходить главные «события» эксперимента, которые нужно будет отследить – потенциальное возникновение новых частиц. Камера представляет собой весьма массивный объект – длиной 45 метров и высотой 10 метров в максимальном сечении, – сообщил руководитель рабочей группы НИТУ «МИСиС» Сергей Албул. – Специфика эксперимента SHiP накладывает целый ряд критериев и ограничений. Основная сложность состоит в том, что наряду с обеспечением достаточной прочности, жесткости и виброустойчивости такой ответственной конструкции необходимо максимально минимизировать количество материала камеры для снижения возмущений при регистрации возникающих частиц, учитывая, безусловно, и стоимость материала».

Минобрнауки: Россия не станет ассоциированным членом ЦЕРН до 2017 года

Россия не сможет стать ассоциированным членом Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН, CERN) до 2017 года, поскольку условия сотрудничества двух сторон необходимо доработать, сообщил в апреле 2016 года ТАСС директор Департамента науки и технологий Минобрнауки России Сергей Салихов.

«До конца года точно нет. Я думаю, что это вопрос следующего года, - ответил он на вопрос журналистов о сроках принятия России в ассоциированные члены ЦЕРН. - Сейчас пока с МИД идут переговоры и с ЦЕРНом относительно тех условий, которые наше внешнеполитическое ведомство считает необходимым, тех изменений, которые необходимо внести в это соглашение».

Так, дополнительного согласования требует размер отчислений, которые Россия будет вносить в бюджет ЦЕРН, став его ассоциированным членом. При этом Салихов отметил, что страна уже вносит «существенный вклад» в проводимые центром эксперименты.

Представитель отдела по международным отношениям ЦЕРН Рюдигер Восс (Rdiger Voss) пояснил журналистам, что ассоциированное членство в Европейском центре ядерных исследований влечет за собой определенные привилегии и обязанности, которые сводятся в основном к финансовым. В то же время страна примет участие в управлении центром и сможет участвовать в тендерах.

«Мы сможем вести бизнес напрямую с российской промышленностью, особенно такими отраслями как hi-tech и областями, которые нас особенно интересуют, например, электропромышленность, электроника, компьютеры», - подчеркнул Восс.

Россия подала заявку на вступление в ассоциированные члены ЦЕРН в декабре 2012 года, хотя история двусторонних отношений началась еще во времена СССР. На сегодня Россия является страной-наблюдателем ЦЕРН, что дает ее представителям право присутствовать на заседаниях центра.

Участниками ЦЕРН являются 21 государство, чьи взносы составляют основу бюджета центра. Сербия, Турция и Пакистан являются ассоциированными членами и платят лишь часть от полного взноса.

Кипр приняли в ЦЕРН

Республика Кипр 1 апреля стала ассоциированным членом Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН). Ассоциированное членство на предварительном этапе позволяет Республике Кипр участвовать в заседаниях Совета ЦЕРН, дает право кипрским ученым становится персоналом ЦЕРН, а кипрской промышленности - принимать участие в торгах по контрактам ЦЕРН, что открывает возможности для промышленного сотрудничества в области передовых технологий. ЦЕРН также отмечает, что кипрские ученые принимали участие в экспериментах на Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP).

Сибирские физики создали генератор для ЦЕРН в 1 млн евро

В Новосибирском Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН разработали и изготовили сверхпроводящий генератор синхротронного излучения - вигглер - стоимостью в миллион евро. Как сообщает издание «Новосибирские новости»^[3], устройство было создано учёными для коллег из немецкого Технологического института Карлсруэ и знаменитого швейцарского CERN, где находится Большой адронный коллайдер.

«Сейчас новосибирская разработка установлена на ускорительном комплексе ANKA в Германии. Здесь с её помощью будут проводиться эксперименты с биологическими объектами, а для исследователей из CERN вигглер станет испытательным полигоном по отработке технологий для разрабатываемого линейного коллайдера», – цитирует издание пресс-службу ИЯФ.

При создании уникального вигглера новосибирцы использовали в качестве сверхпроводящего материала ниобий. Этот титановый сплав при охлаждении до криогенных температур приобретает свойства мощного сверхпроводника. В подобных устройствах сверхпроводящие магниты для поддержания необходимых температур погружают в сосуд с жидким гелием. Сибирские физики предложили качественно новую систему, в основе которой – специальные криорефрежераторы.

«Для теплоизоляции магнита используется специальное устройство – криостат, в который обычно заливается жидкий гелий, чтобы поддерживать низкую температуру. Обычно, если внутри такого криостата что-то ломается, приходится полностью разрезать герметичный сосуд, доставать магнит, а затем опять использовать сварку», – поясняет кандидат технических наук, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Виталий Шкаруба.

Теперь же устройство можно будет поддерживать в определенном состоянии долгое время.

«В нашем случае нужно просто нажать кнопку, и через несколько дней магнит, охладившись до нужной температуры, сможет работать в этом режиме годами», – говорит Шкаруба.

В Германии сибирское устройство будет применяться в рентгеновском микроскопе, что поможет ответить на многие вопросы, поставленные перед исследователями естественными науками. В CERN новосибирскую разработку используют в создаваемом линейном ускорителе, по своим размерам он превзойдет Большой адронный коллайдер.

2005: Участие в доработке технологии сенсорного экрана

Изобретатель сенсорного экрана, инженер по имени Э. А. Джонсон, провел необходимые исследования в период работы в Научно-исследовательском институте радиолокации, содержательно названном учреждении британского правительства. Эта работа получила развитие в CERN. Впоследствии мультисенсорную технологию монетизировали Уэйн Вестерман и Джон Элиас из Делаверского университета в Соединенных Штатах. Свою компанию они продали Apple. И даже на последнем этапе государство сыграло свою роль. Исследовательский грант Вестермана был оплачен Национальным научным фондом США, а также ЦРУ.

Примечания