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欧洲核子研究组织

欧洲核子研究组织(法语:Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire;英语:European Organization for Nuclear Research,1954年9月29日- ),通常被简称为CERN,是世界上最大型的粒子物理学实验室,也是万维网的发祥地。它的内部深藏着一个升降机,整个机构位于瑞士日内瓦西部接壤法国的边境。它成立于1954年9月29日,为科学家提供必要的工具。他们在那里研究物质如何构成和物质之间的力量。最初,欧洲核子研究组织的签字发起人只有12位,现在会员增加到21名成员国。以色列是第一个也是目前唯一一个非欧洲成员国。

欧洲核子研究组织的总部,位于瑞士日内瓦近郊的梅汉(Meyrin)地区。它的主要功能,是为高能物理学研究的需要,提供粒子加速器和其它基础设施,以进行许多国际合作的实验。同时也设立了资料处理能力很强的大型电脑中心,协助实验数据的分析,供其他地方的研究员使用,形成了一个庞大的网路中枢。

欧洲核子研究组织已经聘用大约三千名的全职员工。并有来自80个国籍的大约6500位科学家和工程师,代表500余所大学机构,在CERN进行试验。这大约占了世界上的粒子物理学圈子的一半。

粒子物理学博物馆欢迎公众会员在办公时间参观,在某些时段可以参观他们实际的工作,并有多种语言的翻译。

缩略词CERN在法语里原本代表欧洲核子研究理事会(Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire),是一个1952年由11个欧洲政府建立的,临时为实验室设定的理事会。在临时理事会被解散後,新的实验室在1954年被改名为欧洲核子研究组织(Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire),这个缩略词仍然被保留著。根据前任CERN的董事-科瓦尔斯基(Lew Kowarski),如果以新名字所定的缩略词OERN会显得十分突兀。而沃纳海森堡认为“虽然名字是这样,但缩略词仍然可以是CERN。”

欧洲核子研究组织所举行的实验在粒子物理学中的重要成就。这是其中几项:

● 在1973年,Gargamelle气泡室发现了中性流

● 在1983年,UA1和UA2发现了W 及 Z 玻色子。

● 意大利鲁比亚(Carlo Rubbia)和荷兰范德米尔(Simon van der Meer)获得1984年的诺贝尔物理学奖

夏帕克(Georges Charpak)获得1992年的诺贝尔物理学奖。

● 2011年9月23日,参与实验的瑞士伯尔尼大学的物理学家伊雷蒂塔托等人声称:一种称为中微子亚原子移动的速度比光速快了60纳秒,若该研究成果获得科学界的确定,将改写爱因斯坦在1905年发表的狭义相对论中提出的“光速为宇宙中最快速度”的理论,但在CERN于2012年2月23日所发布的报告中指出这一结果有误差,而误差源于为GPS同步提供时间戳的振荡器步进过快和用于将GPS信号输出到原子钟的光缆没有正确连接;后来在研究团队内的不信任投票通过(团队内有超过30个重要成员投了不信任票)后伊雷蒂塔托等人也为此引咎辞职。

●2012年7月4日,欧洲核子研究组织(CERN)宣布,大型强子对撞机(LHC)的紧凑渺子线圈(CMS)探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子(超过背景期望值4.9个标准差),超环面仪器(ATLAS)测量到质量为126.5GeV的新玻色子(5个标准差)。2013年3月14日,其发布新闻稿表示,于12年7月4日探测到的新粒子希格斯玻色子

它还是世界上第一个网站,第一个网络服务器,第一个浏览器的诞生地。 [1]

对外开放的设施包括:

科学与创新的地球

粒子物理学博物馆,展览粒子物理学及欧洲核子研究组织的历史

欧洲核子研究组织有一个由六个加速器和一个减速器所组成的网路正在运作。每一台机器在粒子束进行实验或被送往更强的加速器前都为粒子提高能量。正在运作的机器如下:

●两个直线加速器,提供低能量的粒子,来注入质子同步加速器。一个为了质子,另外一个是为了重离子。他们被称为Linac2和Linac3。

质子同步加速器

28 GeV质子同步加速器,建于1959年,为其他更强的超级质子同步加速器(SPS)提供粒子束。

超级质子同步加速器,直径两公里的环形加速器,於1976年开始运作,能量输出由300 GeV至450 GeV不等。它常被用来作质子-反质子对撞器,并为高能量电子及正电子加速。这些粒子最终被注入大型电子-正电子对撞器(LEP)。2007年或以後,它将为大型强子对撞器(LHC)注入中子及重离子。

上线同位素质量分离器(ISOLDE),用来研究不稳定的核子。粒子是由质子同步加速器所提供。它建於1967年,在1974年及1992年升级。

反质子减速器,研究反质子在低速(约十分之一光速)时的物理特性。同时与正子合成反氢来进行反物质特性的研究。

大型强子对撞器(LHC)将会在2008年5月投入运作。它被隐藏於直径27公里的环形隧道中。隧道的前度主人就是大型电子-正电子对撞器(LEP),它已经在2000年11月停机。

这条隧道位於地下100米,在日内瓦机场和附近的朱拉山之间。五个实验对撞机(分别是紧凑渺子线圈-CMS,大型强子对撞器超环面仪器-ATLAS,LHCb,TOTEM and ALICE)目前正在建造当中,预计於2007年开始运作。这五个对撞侦测器分别在加速器上不同的地点和运用不同的技术来进行研究以及相互验证的工作。建设这些实验设施需要非凡工程计划。例如:为降下CMS实验侦测器的组件到地下洞穴中,一台特别的起重机将必须从比利时租来使用。这台机器能够举起几乎2000吨组件。因为建筑上的需要,大约5000块磁铁必要在2005年3月7日格林维志时间13:00被下放在一个特别的轴上。

这个加速器将产生大量的电脑资料,将是远远超过单一研究机构所能够负担的。因此CERN将以串流方式发送到世界上的各个合作实验室作分散处理。在2005年4月,研究人员成功地试验以每秒600MB的传输速度发送到世界七个不同地点。然而科学家必须在2007年开始分析大型强子对撞器的所有资料之前,达成三倍於此的传输速度要求。

● Linac1

● 600 MeV 同步回旋加速器 (1957-1991)

● 交叉碰撞储存环 (ISR)(1971-1984)

● 大型电子-正电子对撞器(LEP)(1989-2000)

● 低能反质子环 (LEAR)(1982-1996)

小型的加速器坐落於梅汉实验地点(又名西区),沿著法国边境的瑞士境内。到了1965年,已经扩展到边境的另一边。在与瑞士接壤的法国地方,是没有清晰的界限,只有一些标志石头。那里有六个入口通往梅汉实验地点:

A,瑞士境内,在上下班时段对所有CERN人员开放

B,瑞士境内,每天都对所有CERN人员开放

C,瑞士境内,在上下班时段对所有CERN人员开放

D,瑞士境内,在上下班时段只作货运用途

E,法国境内,在上下班时段对所有居留法国的CERN人员开放,由海关管理

法国的隧道入口。只是对进出法国的器材运输开放,并需要领有通行证。在组织的条约下,这些货运是免税的。通道是由海关管理。

超级质子同步加速器及大型强子对撞器的隧道几乎完全位於主实验地点之外的地下,差不多完全埋没於在法国农田之下并不留痕迹。然而他们在某些地点地面站,或与实验有关的大楼,保持对撞器运作的设施,譬如低温冷却工厂和通道井。实验室则位於这些站点下面,与隧道的深度一样。

虽然某些低温冷却设施及进出区域在瑞士,但当中三个实验地区在法国境内,而ATLAS则在瑞士。最大的实验地区就是北区-法国安省Gex区的Prévessin,是超级质子同步加速器的非对撞器实验的目标站。其他实验地区则是为了UA1、UA2、大型强子对撞器的实验。

除了这些实验地点,还有其他实验地点拥有正式名称或编号。例如:NA32是在北区Prévessin的实验地点,寻找含有粲夸克的粒子。WA22是在西区梅汉的实验地点,利用大型欧洲气泡室BEBC检验微中子的互作用。UA1、UA2则代表地下区域的实验,那就是在超级质子同步加速器中进行。

万维网(www)是欧洲核子研究组织的询问计划(ENQUIRE)的产物,是由蒂姆伯纳斯-李在1989年发起的。根据超文本的概念,计划目的是为了研究人员更好地分享资讯。第一个网站建於1991年。1993年4月30日,欧洲核子研究组织宣布开放万维网给所有人使用。由蒂姆伯纳斯-李所制作的第一个网页仍然被保存起来。

近期,欧洲核子研究组织成立了网格计算的发展中心,主持欧洲科学网格计划(EGEE)、大型强子对撞器网格计算计划和CERN网际网路交换点(CⅨP)-两个瑞士网际网路交换点的其中一个。

欧洲核子研究组织的始创成员国:

比利时,丹麦,德国 (包括前西德),法国,希腊,意大利,挪威,瑞典,瑞士,荷兰,英国,南斯拉夫.

后来,

奥地利在1959年加入。

南斯拉夫在1961年离开。

西班牙在1961年加入,在1969年离开,在1983年重新加入。

葡萄牙在1985年加入。

芬兰波兰1991年加入。

匈牙利在1992年加入。

捷克和斯洛伐克在1993年加入。

保加利亚在1999年加入。

科学创新球形礼堂

粒子物理学博物馆,展览粒子物理学及欧洲核子研究组织的历史

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