Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН)

Европейская организация ядерных исследований (European Organization for Nuclear Research, CERN/ЦЕРН) – крупнейший в мире научно-исследовательский центр в области физики частиц, на территории которого расположен самый мощный в мире ускоритель заряженных частиц на встречных пучках – Большой адронный коллайдер (БАК).

Идея создания европейской научной лаборатории прозвучала на Европейской культурной конференции, проходившей в Лозанне (Швейцария) в 1949 году. После Второй мировой войны физика высоких энергий стала наиболее влиятельной научной дисциплиной. При этом ее развитие требовало сооружения все более и более масштабных установок, стоимость которых выходила за пределы возможностей даже крупных европейских стран. Таким образом складывалась ситуация, в которой представители наиболее престижной дисциплины оказывались в прямой зависимости от перспектив европейского сотрудничества. ЦЕРН стал совместным предприятием, которое дало возможность вести теоретические и экспериментальные исследования в области физики элементарных частиц и сформировать общеевропейское сообщество ученых.

Конвенция, на основе которой был создан ЦЕРН, была подписана 1 июля 1953 года в Париже, под эгидой ЮНЕСКО. Документ подписали представители 12 европейских стран – Бельгии, Дании, Франции, ФРГ, Греции, Италии, Нидерландов, Норвегии, Швеции, Швейцарии, Великобритании и Югославии.

Официальной датой рождения ЦЕРН считается 29 сентября 1954 года, когда страны-участницы ратифицировали договор.

В 1961 году из организации вышла Югославия, в разные годы присоединились еще ряд стран. В настоящее время членами Европейской организации ядерных исследований являются 24 государства: Австрия, Бельгия, Болгария, Великобритания, Венгрия, Германия, Греция, Дания, Израиль, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Румыния, Сербия, Словакия, Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария, Швеция, Эстония.

Бразилия, Индия, Латвия, Литва, Пакистан, Турция, Украина и Хорватия – ассоциированные государства-члены. Кипр и Словения являются ассоциированными государствами-членами на этапе подготовки к членству.

Статусом наблюдателей обладают Соединенные Штаты Америки, Япония, Европейский союз и ЮНЕСКО. Услугами ЦЕРН пользуются более 600 институтов и университетов в мире.

Согласно конвенции, Европейская организация ядерных исследований не должна заниматься вопросами, связанными с военными нуждами, а результаты ее экспериментальной и теоретической работы должны быть опубликованы и общедоступны.

Главным достижением ЦЕРН являются исследования мирового уровня в области фундаментальной физики, объединение ученых-физиков разных стран мира и подготовка новых поколений ученых и инженеров.

Базовым элементом исследовательской инфраструктуры ЦЕРН является уникальный Большой адронный коллайдер (БАК / Large Hadron Collider, LHC). Четыре основных детектора расположены в подземных шахтах, где проводятся многоцелевые эксперименты ATLAS и CMS, а также специализированные – LHCb (для изучения B-физики) и ALICE (для изучения физики тяжелых ионов и нового состояния вещества).

ЦЕРН разрабатывает проекты и вне рамок БАК, в частности будущие линейный (ILC) и кольцевой (FCC) коллайдеры.

В экспериментах, выполненных в ЦЕРН, был сделан ряд выдающихся открытий. В частности, в 2000 году были обнаружены первые признаки образования кварк-глюонной плазмы – состояния материи, характерного для первых мгновений жизни Вселенной. В 2012 году на БАК удалось сделать одно из важных открытий в современной физике – было доказано существование бозона Хиггса, элементарной частицы, отвечающей за наличие массы у материи. В 2014-2015 годах в ЦЕРН были открыты такие новые элементарные частицы, как тетракварк и пентакварк.

После этого был целый ряд более мелких открытий: изучили основные статистические характеристики протонных столкновений, показали отсутствие асимметрии протонов и антипротонов, получили доказательства существования кварк-глюонной плазмы.

ЦЕРН внес значительный вклад в изучение антиматерии с помощью своих экспериментальных установок по антиматерии. Одними из таких исследований антивещества являются наблюдение светового спектра антивещества впервые в 2016 году с помощью эксперимента ALPHA, производство низкоэнергетических антипротонов и создание антиатомов с помощью антипротонного замедлителя и охлаждение атомов антиводорода с помощью лазера в 2021 году.

В настоящее время ученые ЦЕРН после модернизации БАК приступили к третьему циклу исследований из пяти, запланированных до 2040 года (первый провели в 2010-2012 годах, второй – в 2015-2018 годах). Они надеются, что возросшие возможности установки позволят продвинуться в поиске явлений, не укладывающихся в Стандартную модель – теоретическую конструкцию, описывающую взаимодействие элементарных частиц.

В стенах ЦЕРН в 1989 году британский ученый Тим Бернерс-Ли изобрел Всемирную паутину (World Wide Web/WWW). Сеть была изначально создана для внутренних потребностей организации и связи между учеными. Первый веб-сайт в ЦЕРН и в мире был посвящен самому проекту Всемирной паутины. 30 апреля 1993 года она стала общедоступной.

В настоящее время ЦЕРН использует компьютерную сетевую технологию грид (Worldwide LHC Computing Grid, WLCG) для хранения, распространения и анализа данных, получаемых БАК.

В основе инфраструктуры ЦЕРН лежит центр данных, который объединяет 450 тысяч процессорных ядер и 10 тысяч серверов, работающих в круглосуточном режиме.

Европейская организация ядерных исследований реализует образовательные программы для школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых.

ЦЕРН расположен в окрестностях Женевы, на границе Швейцарии и Франции.

Бюджет организации, по состоянию на январь 2023 года, составлял 1230,38 миллиона швейцарских франков, из них 1197,99 миллиона швейцарских франков – взносы государств-членов, 32,39 миллиона швейцарских франков – взносы ассоциированных государств-членов.

Генеральный директор ЦЕРН – Фабиола Джанотти.

В ЦЕРН работают более 3,6 тысячи сотрудников, из них более 2,6 тысячи человек – на постоянной основе. В 2013 году Европейская организация ядерных исследований была награждена Золотой медалью Нильса Бора – наградой ЮНЕСКО в знак признания глобальной деятельности по сотрудничеству ученых из множества стран мира.

Участие отечественных научных организаций в работе ЦЕРН берет свое начало еще в конце 1950-х годов. В 1967 году было заключено соглашение между ЦЕРН и Государственным комитетом по мирному использованию атомной энергии СССР по исследованиям в ЦЕРН и расширено в 1975 году на исследования в СССР в связи с сооружением в Советском Союзе крупнейшего в то время в мире ускорителя У-70. Группа иностранных ученых на два года поселилась в подмосковном Протвино, чтобы участвовать в работе с ускорителем. Тогда же несколько человек отправились в ЦЕРН, в Женеву.

После распада Советского Союза сотрудничество России и ЦЕРН регулировалось двусторонним соглашением, подписанным в 1993 году. Российские ученые и инженеры внесли существенный вклад в проектирование и строительство БАК. В апреле 2019 года было подписано новое соглашение о научно-техническом сотрудничестве в области физики высоких энергий (вступило в силу с декабря 2019 года). Оно предусматривало расширение участия РФ в деятельности ЦЕРН, а также участие ЦЕРН в проектах на территории России.

У России в ЦЕРН был статус наблюдателя – это означало, что РФ не платила взносы в бюджет организации, не могла голосовать в совете ЦЕРН, но могла участвовать в исследовательских проектах как финансами, так и оборудованием. Однако этот статус был временно приостановлен в соответствии с резолюцией Совета ЦЕРН от 8 марта 2022 года из-за ситуации на Украине. Кроме того, организация приостановила сотрудничество с российскими институтами.

25 марта 2022 года статус наблюдателя был приостановлен у Объединенного института ядерных исследований (международная межправительственная научно-исследовательская организация, расположенная на территории России в городе Дубне) в соответствии с решением Совета ЦЕРН.

В декабре 2023 года страны – участницы Совета ЦЕРН проголосовали за лишение России статуса партнера организации и прекращение работы российских ученых на БАК. Тогда же было сообщено, что решение вступит в силу в ноябре 2024 года – после окончания пятилетнего соглашения между ЦЕРН и РФ.

Официальный представитель МИД Мария Захарова назвала решение ЦЕРН политизированным и абсолютно неприемлемым. Военно-политическая обстановка в мире не должна подрывать прогресс в области научных исследований, подчеркнула она.

В настоящее время российские ученые-физики готовятся к прекращению сотрудничества с ЦЕРН и передают дела коллегам из других стран-участниц.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников