ALICE ehk suur ioonide põrgutamise eksperiment CERN-is on üks maailma suuremaid füüsikaeksperimente. Seal põrgutatakse raskeid (näiteks plii) ioone, mis liiguvad peaaegu valguse kiirusel, et uurida kvark-gluuonplasmat – olekut, milles universumi aine oli esimestel hetkedel pärast suurt pauku.
CERN (ka Cern, akronüüm prantsuskeelsest nimetusest Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) ehk Euroopa Tuumauuringute Organisatsioon (inglise The European Organization for Nuclear Research) on rahvusvaheline organisatsioon, mis haldab maailma suurimat osakestefüüsikalaborit. CERN asutati 1954. aastal. Keskus asub Genfi äärelinnas Prantsusmaa ja Šveitsi piiril. Organisatsioonil on 24 liikmesriiki[1].
CERN-iks kutsutakse ka organisatsiooni hallatavat laborit, kus töötas 2015. aastal 2531 töötajat ning mis võõrustas samal aastal 13 794 stipendiaati, partnerit ja praktikanti[2], lisaks külalisteadlasi 608 ülikoolist ja uurimiskeskusest[3].
CERN-i peamine eesmärk on hallata osakestekiirendit ja muud osakestefüüsika uurimiseks vajalikku taristut. Meyrinis asuvas peahoones paikneb suur andmetöötlusüksus, kus hoiustatakse ja analüüsitakse peamiselt eksperimentidest saadud andmeid. Teadlastel on sellele asutusele pidevalt vaja kaugjuurdepääsu, mille tõttu on labor ajalooliselt toiminud laivõrgualase uurimistöö keskusena. CERN on ka veebi sünnikoht.
Eesti allkirjastas CERN-iga liitumise leppe 19. juunil 2020. Esimesed neli aastat oli Eesti CERN-i assotsieerunud liige, 30. augustil 2024 sai Eestist organisatsiooni 24. täisliige.[4][5]
Ajalugu
CERN-i liikmeskonna dünaamika aastatel 1954–1999 CERN-i kokkuleppe allkirjastamine 2020. aastal
CERN-i asutamise ratifitseerisid 29. septembril 1954 12 Lääne-Euroopa riiki[6]. Akronüüm CERN saadi algsest prantsuskeelsest nimest Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Euroopa Tuumauuringute Nõukogu), mis oli 1952. aastal labori ehitamise jaoks kokkupandud nõukogu nimi. Akronüüm jäi samaks pärast nõukogu laialisaatmist, kuigi organisatsioon sai 29. septembril 1954 nimeks Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire ehk Euroopa Tuumauuringute Organisatsioon[7].
CERN-i esimene president oli Sir Benjamin Lockspeiser. Esimeseks peasekretäriks oli Edoardo Amaldi, esimeseks peadirektoriks šveitsi füüsik Felix Bloch[8].
Algul uuriti keskuse aatomituumi, kuid nüüdseks uuritakse seal osakestefüüsikat, keskendudes just subatomaarsetele osakestele. CERN-i juhitavat laborit kutsutakse Euroopa osakestefüüsika laboriks (Laboratoire européen pour la physique des particules).
Veeb sai alguse CERN-i projektina ENQUIRE, mille algatasid Tim Berners-Lee 1989. aastal ja Robert Cailliau 1990. aastal.[13] Arvutimehaanika Ühing austas mõlemat teadlast 1995. aastal nende veebiarendustöö eest.
Hüpertekstil põhineva projekti eesmärgiks oli teadlastevahelisele teabe jagamisele kaasaaitamine. Esimene veebileht võeti kasutusele 1991. aastal. 1993. aasta 30. aprillil kuulutas CERN veebi kõigile tasuta kättesaadavaks. Esimese veebilehe koopia on ikka veel World Wide Web Consortiumi veebilehel avalik kui ajalooline dokument.
22. septembril 2011 andis OPERA töörühm teada, et on leitud 17 GeV müüonneutriinot, mis saadeti 730 kilomeetrit (450 miili) CERN-ist, Genfi lähedalt Šveitsist Gran Sasso riiklikku laborisse Itaalias. Neutriinod liikusid valgusest 2,48×10−5 korda kiiremini (umbkaudu üks 40 000-st), mõõtühik 6.0-sigma[14]olulisusega. 23. veebruaril avaldas CERN pressiteate, kus selgitati, et tulemused olid vigased ebakorrektselt ühendatud GPS-sünkroonimiskaabli tõttu. 2012. aasta märtsis teatas ICARUS-e töörühm, et nii OPERA kui ka ICARUS teevad uued mõõtmised. Edasised katsed pärast GPS-i pistiku parandamist näitasid kiirusmõõtmiste järjepidevust valguse kiirusega (või sellest veidi madalamal kiirusel) neljas katses Gran Sassos koos OPERA-ga.
Osakeste kiirendid
Praegune kogum
CERN-is toimib kuue kiirendi ja ühe aeglusti võrgustik. Iga ahelas olev masin suurendab osakese kiirte energiat enne, kui need transporditakse katsetele või järgmise, suurema võimsusega kiirendi juurde. Tähtsamad hetkel aktiivsed masinad:
Kiirendikompleksi kaart
Kaks lineaarkiirendit, mis genereerivad madala energiaga osakesi. LINAC 2 kiirendab prootoneid kuni 50 MeV, et sisestada neid prootoni sünkrotonradiatsiooniallika võimendisse (SSRL), ja LINAC 3 annab raskeid ioone kiirusel 4,2 MeV/u, et neid sisestada madalenergiaga ioonringi.
Prootoni sünkrotonradiatsiooniallikas suurendab lineaarkiirendite genereeritud osakeste energiat, enne, kui need suunatakse teistele kiirenditele.
Madalenergiaga Ioonring kiirendab ioone, mis tulevad lineaarkiirendist, enne, kui need suunatakse prootoni sünkrotonradiatsiooniallikasse. See kiirendi telliti 2005. aastal.
Antiprootonite aeglusti, mis vähendab antiprootonite kiirust umbkaudu kümnele protsendile valguse kiirusest antiaine uurimiseks.
