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CERNヨーロッパ研究所

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ビデオ: 科学の地平線 ~世界のビッグサイエンス~ (2)21世紀の物理学をひらく 2024, 七月

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Anonim

CERN組織名Européenepour la RechercheNucléaire、以前(1952〜54)ConseilEuropéenpour la RechercheNucléaire、英国欧州核研究機関高エネルギー素粒子物理学の共同研究を目的として設立された国際科学機関。1954年に設立されたこの組織は、ジュネーブ近くに本社を置き、「純粋な科学的および基本的な性格」の研究のために特別に活動しています。CERN条約の第2条は、CERNが設立された自由の雰囲気を強調し、「軍事的要件に関する作業に関心を持たないものとし、その実験的および理論的作業の結果は公表されるか、その他の方法で一般提供されるものとする」と述べています。CERNの科学研究施設—世界最大の機械である粒子加速器を代表する、宇宙の最小の物体である亜原子粒子の研究に特化したもの—は、世界中の何千人もの科学者を魅了しています。ノーベル賞を受賞した科学的発見を含むCERNでの研究成果は、ワールドワイドウェブなどの技術革新も網羅しています。

CERNの設立は、少なくとも部分的には、第二次世界大戦の結果としてさまざまな理由で米国に移民したヨーロッパの物理学者を取り戻すための取り組みでした。1952年にConseilEuropéenpour la RechercheNucléaireとして設立された暫定組織は、1950年にアメリカの物理学者Isidor Isaac Rabiによってユネスコ第5回総会で提案されました。1954年にグループの憲法が正式に批准されると、組織という言葉がConseilに取って代わりましたが、組織は以前の名前の頭字語で知られ続けていました。20世紀の終わりまでに、CERNは、「監視者」の地位を維持したいくつかの国に加えて、20のヨーロッパ諸国のメンバーになった。

CERNには、この種の施設としては世界最大で最も用途の広い施設があります。敷地はスイスでは100ヘクタール(250エーカー)を超え、1965年以来、フランスでは450ヘクタール(1,125エーカー)を超えています。1957年に600メガエレクトロンボルト(MeV)のシンクロサイクロトロンであるCERNの最初の粒子加速器が活性化したことで、物理学者は(この活動の予測から約22年後に)パイ中間子またはパイ中間子の電子への崩壊を観測でき、ニュートリノ。この出来事は、弱い力の理論の発展に役立ちました。

CERN研究所は着実に成長し、陽子の28ギガエレクトロンボルト(GeV)加速を実現するために粒子ビームの「強力な集束」を使用したプロトンシンクロトロン(PS; 1959)として知られる粒子加速器を作動させました。Intersecting Storage Rings(ISR; 1971)、革新的な設計により、陽子の2つの強力な32 GeVビーム間の正面衝突が可能になり、粒子加速器で利用できる有効エネルギーが増加します。また、スーパープロトンシンクロトロン(SPS; 1976)は、プロトンを500 GeVのピークエネルギーに加速できる7 km(4.35マイル)の円周リングを備えていました。1973年のPSでの実験は、ニュートリノがミュー粒子に変化することなく物質と相互作用できることを初めて実証しました。「ニュートラルカレントインタラクション」として知られるこの歴史的な発見は、電弱理論で具体化された新しい物理学への扉を開き、弱い力とより身近な電磁力を結び付けました。

1981年、SPSは、反陽子の蓄積を可能にする反陽子アキュムレータ(AA)リングの追加に基づいて、陽子-反陽子コライダーに変換されました。ビームあたり270 GeVのエネルギーでの陽子-反陽子衝突実験の分析により、1983年にWおよびZ粒子(弱い力のキャリア)が発見されました。物理学者のカルロルビアとCERNのエンジニアSimon van der Meerは、1984年に受賞しました粒子物理学の標準モデルにおける電弱理論の実験的検証を提供したこの発見への貢献が認められ、ノーベル物理学賞を受賞。1992年、CERNのGeorges Charpakは、高エネルギー物理学に革命を起こし、医学物理学に応用された電子粒子検出器であるマルチワイヤ比例チャンバーの1968年の発明を認めて、ノーベル物理学賞を受賞しました。

1989年、CERNは周囲が約27 km(17マイル)の大型電子陽電子(LEP)コライダーを開始しました。これにより、電子と陽電子の両方をビームあたり45 GeVに加速できました(2000年までにビームあたり104 GeVに増加)。 。LEPはZ粒子の非常に正確な測定を容易にし、標準モデルの大幅な改良につながりました。LEPは2000年に閉鎖され、同じトンネル内で、ビ​​ームあたり約7テラエレクトロンボルト(TeV)のエネルギーで陽子ビームを衝突させるように設計されたラージハドロンコライダー(LHC)に置き換えられました。LHCは、高エネルギーの物理実験の範囲を新しいエネルギーのプラトーにまで広げ、新しい未知の研究領域を明らかにすることが期待されており、2008年にテスト運用を開始しました。

CERNの設立使命は、さまざまな国の科学者間のコラボレーションを促進することであり、その実装には、世界中のサイトへの実験データの迅速な送信と通信が必要でした。 1980年代に、CERNのイギリス人コンピューターサイエンティストであるTim Berners-Leeは、電子文書をリンクするためのハイパーテキストシステムと、コンピューター間でそれらを転送するためのプロトコルの開発に着手しました。 1990年にCERNに導入された彼のシステムは、ワールドワイドウェブとして知られるようになりました。これは、高エネルギー物理学コミュニティだけでなく、世界全体をも変える、迅速で効率的なコミュニケーションの手段です。