歐洲核研究組織

歐洲核子研究組織嘅大樓

粒子物理學博物館

歐洲核研究組織（粵音：au¹ zau¹ hat⁶ jin⁴ gau³ zou² zik¹；法文：Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire；英文：European Organisation for Nuclear Research，通常被簡稱為法文：CERN（請睇下文「縮寫CERN」部分），係世界上最大嘅粒子物理學實驗室，亦係全球資訊網嘅發源地。佢成個機構位於瑞士日內瓦西部接壤法國嘅邊境。佢喺1954年9月29號成立，為科學家提供必要嘅工具。佢哋喺嗰度研究物質點樣構成同埋物質之間嘅作用力。最初，歐洲核研究組織嘅簽字發起人得12位，而家成員國已增加到20名。

歐洲核研究組織嘅總部，位於瑞士日內瓦近郊嘅梅漢（Meyrin）地區，而大型強子對撞機就有部分伸咗去法國境內。佢嘅主要功能，係為高能物理學研究嘅需要、提供粒子加速器同其它基礎設施，來進行國際合作嘅多項實驗。同時亦設立咗資料處理能力好強嘅大型電腦中心，協助實驗數據分析，畀其他地方嘅研究員用，係個龐大嘅網絡中樞。

歐洲核研究組織而家已經請咗大概三千名全職員工。並有來自80個國籍大概6500位科學家同埋工程師，代表500幾間大學機構，喺CERN試驗，大概佔咗世界上粒子物理學行內嘅一半。

粒子物理學博物館歡迎一般公眾喺辦公時間參觀。除此之外，事前預約嘅話每日上下晝共有兩個時段可以參觀實際嘅實驗工作，有埋導覽說明。導覽員來自各國嘅實驗合作者，可以提供多種語言嘅嚮導。

縮寫CERN

縮寫CERN喺法文原本解做歐洲核研究理事會（Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire），喺1952年9月29號由11個歐洲政府建立，係個臨時為實驗室設定嘅理事會。喺臨時理事會解散之後，新嘅實驗室喺1954年9月29號改名為歐洲核研究組織（Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire），不過保留呢個縮寫。前任CERN嘅董事－科瓦爾斯基（Lew Kowarski）在任嗰陣，CERN個名正式改為European Organization for Nuclear Research，新名嘅縮寫OERN顯得有啲奇怪。而沃納·海森堡認為「雖然個名係咁，但縮寫可繼續係CERN。」

重要科學成就

歐洲核研究組織搞嘅實驗喺粒子物理學中出現多項重要成就，其中包括：

• 1973年，Gargamelle氣泡室發現咗中性流。
• 1983年，UA1同埋UA2發現咗W 及 Z 玻色子。
• 意大利魯比亞（Carlo Rubbia）同埋荷蘭范德米爾（Simon van der Meer）獲得1984年嘅諾貝爾物理學獎。
• 夏帕克（Georges Charpak）獲得1992年嘅諾貝爾物理學獎。
• 1995年成功以射擊反質子製造反氫原子。
• 1999年喺NA48實驗中直接發現咗CP破壞存在嘅證據。
• 2011年9月23日，參與實驗嘅瑞士伯爾尼大學物理學家伊雷蒂塔託等人聲稱：一種稱為中微子（neutrino）嘅亞原子（sub-atomic particles）移動速度快光速60納秒（nanosecond，1納秒等於十億分之一秒），若果科學界確定咗呢個研究成果，將改寫愛因斯坦喺1905年發表嘅狹義相對論中提出嘅「光速為宇宙中最快速度」嘅理論。

現時各個加速器設施

大型強子對撞器嘅隧道內部

歐洲核研究組織而家有個運作緊嘅由六個加速器同一個減速器所組成嘅網絡。每臺機器喺用粒子束搞實驗或者送去更強嘅加速器前都為粒子提高能量。而定運作緊嘅機器如下：

• 兩個直線加速器，供低能量嘅粒子注入到質子同步加速器（PS）。一個為質子，另一個為重離子（Low Energy Ion Ring，LEIR）。佢哋稱為Linac2同Linac3。下一代嘅加速器Linac4重開發建造緊。
• 質子同步加速增輻器（Proton Synchrotron Booster）
• 28 GeV質子同步加速器（PS），1959年建造，為其他更強嘅超級質子同步加速器提供粒子束。
• 超級質子同步加速器（SPS），直徑兩公里嘅環形加速器，1976年開始運作，能量輸出由300 GeV至450 GeV不等。佢成日用來作質子－反質子對撞器，並加速高能量電子及正電子。呢啲粒子最終注入到大型電子－正電子對撞器（LEP）。2007年或以後，佢會為大型強子對撞器（LHC）注入質子同重離子。
• 上線同位素質量分離器（ISOLDE），用來研究唔穩定嘅核子。粒子由質子同步加速器提供。佢喺1967年建造，喺1974年及1992年升級。
• 反質子減速器（Antiproton Decelerator，AD），研究反質子低速（大概十分之一光速）嗰時嘅物理特性。同時同正子合成反氫來研究反物質特性。
• 緊湊直線加速對撞器（Compact Linear Collider，CLIC）測試設備，用來開發研究下一代國際大型直線加速對撞器計劃。

目前嘅加速器

大型強子對撞器底夸克（LHC-b）偵測器嘅結構圖

大型強子對撞器（LHC）已經喺2008年9月10號運作。佢隱藏喺直徑27公里嘅環形隧道中。隧道嘅前度主人就係大型電子－正電子對撞器（LEP），佢已經喺2000年11月停機。

呢條隧道位於地底100公尺，喺日內瓦國際機場同附近嘅侏羅山之間。目前建造緊五個實驗對撞機（分別係緊湊渺子線圈－CMS、大型強子對撞器超環面儀器－ATLAS、LHCb、TOTEM同埋ALICE），預計2007年開始運作。呢五個對撞偵測器分別喺加速器上唔同嘅地點、運用唔同技術以便研究以及相互驗證。建設呢啲實驗設施需要非凡工程計劃，例如：為咗喺隧道擠CMS實驗偵測器嘅組件，必須由比利時租部特別嘅起重機過來。呢部機能夠舉起近2000噸嘅組件。因為建築需要，大概5000塊磁鐵要喺2005年3月7號格林威治時間晏晝一點時擠喺一條特別嘅軸上。

呢個加速器會產生大量嘅電腦資料，遠遠超出單一研究機構嘅負擔能力。因此CERN會以串流方式發送資料到世界上各個合作實驗室作分散處理。喺2005年4月，研究人員成功試到以每秒600MB嘅傳輸速度發送資料到世界上七個唔同地點。不過呢個速度未夠，必須喺2008年大型強子對撞器開始運作、擷取實驗資料之前，達到呢個傳輸速度嘅三倍。

拆咗嘅加速器

• Linac1
• 600 MeV 同步迴旋加速器（1957-1991）
• 交叉碰撞儲存環（ISR，1971-1984）
• 大型電子－正電子對撞器（LEP，1989-2000）
• 低能反質子環（LEAR，1982-1996）

各個實驗地點

侏羅山下嘅梅漢實驗地點

小型嘅加速器坐落於梅漢實驗地點（又名西區），喺沿住法國邊境嘅瑞士境內。到咗1965年，已經擴展到法國嗰邊。同瑞士接壤嘅法國地方，冇清晰嘅界限，只有一啲標誌性嘅石頭。嗰度有六個入口通往梅漢實驗地點：

• A：瑞士境內，喺返工放工時段開放畀所有CERN人員
• B：瑞士境內，每日都開放畀所有CERN人員
• C：瑞士境內，喺返工放工時段開放畀所有CERN人員
• D：瑞士境內，喺返工放工時段開放，只作貨運
• E：法國境內，喺返工放工時段開放畀所有居留法國嘅CERN人員，由海關管理
• 法國嘅隧道入口。淨係向進出法國嘅器材時開放，並要有通行證。據組織嘅條約，呢啲貨運免稅。通道由海關管理。

超級質子同步加速器及大型強子對撞器嘅隧道幾乎完全位於主實驗地點之外嘅地下，差唔多完全埋喺法國農田之下、無留痕跡。然而佢哋喺某啲地方有地面站，可以係同實驗有關嘅大樓，亦可以係保持對撞器運作嘅設施（譬如低溫冷卻工廠同埋通道井）。實驗室就喺呢啲站點下面，深度落到隧道為止。

雖然某啲低溫冷卻設施及進出區域喺瑞士，但當中三個實驗地區喺法國境內，而ATLAS喺瑞士。最大嘅實驗地區就係北區－法國安省Gex區嘅Prévessin，係超級質子同步加速器嘅非對撞器實驗嘅目標站。其他實驗地區就係為咗做UA1、UA2、大型強子對撞器嘅實驗。

除咗呢啲實驗地點，重有其他實驗地點有正式名或編號。例如：NA32係北區Prévessin嘅實驗地點，用來搵含有粲夸克嘅粒子。WA22係西區梅漢嘅實驗地點，利用大型歐洲氣泡室BEBC檢驗微中子嘅互作用。UA1、UA2就代表地下區域，就係喺超級質子同步加速器中搞實驗。

電腦科學

第一部全球資訊網網站伺服器

歐洲核研究組織嘅電腦網格

全球資訊網（www）係歐洲核研究組織嘅詢問計劃（ENQUIRE）產物，由蒂姆·伯納斯-李喺1989年發起。根據超文本概念，計劃目的係令研究人員更好分享資訊。第一個網站建於1991年。1993年4月30號，歐洲核研究組織宣佈萬維網開放畀所有人用。由蒂姆·伯納斯-李所製作嘅第一個網頁家下重保存緊。

最近，歐洲核研究組織成為網格計算發展中心，主持歐洲科學網格計劃（EGEE）、大型強子對撞器網格計算計劃同埋CERN互聯網交換點（CIXP）－兩個瑞士互聯網交換點嘅其中一個。

成員

歐洲核研究組織嘅成員國。藍色係始創成員國。綠色係後期加入嘅成員國。

歐洲核研究組織嘅始創成員國：

• 比利時
• 丹麥
• 德國（包括前西德）
• 法國
• 希臘
• 意大利
• 挪威
• 瑞典
• 瑞士
• 荷蘭
• 英國
• 南斯拉夫

後來，

• 奧地利喺1959年加入。
• 南斯拉夫喺1961年離開。
• 西班牙喺1961年加入，喺1969年離開，喺1983年重新加入。
• 葡萄牙喺1985年加入。
• 芬蘭同波蘭1991年加入。
• 匈牙利喺1992年加入。
• 捷克同斯洛伐克喺1993年加入。
• 保加利亞喺1999年加入。

對外開放嘅設施

對外開放嘅設施包括：

• 科學與創新嘅地球
• 粒子物理學博物館，展示粒子物理學及歐洲核研究組織嘅歷史

流行文化中嘅 CERN

• CERN 曾多次喺科幻小說中提及，例如丹·布朗嘅 天使與魔鬼，其中有反物質嘅描述。
• 一部以CERN嘅大型強子型對撞器為主題嘅rap音樂錄影帶，由Katherine McAlpine主唱，重有設施嘅員工參演。
• CERN曾多次喺生活大爆炸影集中提及，大型強子型對撞器喺第三季中被稱為「大型強子型碰撞」。
• CERN喺南方四賤客'（第13季，第6集）中出現。主角之一屎蛋阿爸潛入「瑞士嘅超級強子對撞器」並竊取「用來測試偏轉粒子嘅超導磁鐵」作為佢個仔嘅賽車用零件 。
• CERN喺遊戲Steins;Gate中係一個名為SERN嘅反派角色。

睇埋

• 費米國立加速器實驗室

出面網頁

• （英文）歐洲核研究組織
• （英文）Recruitment and training opportunities at CERN
• （英文）歐洲核研究組織五十週年
• （英文）CERN歷史
• （英文）參觀歐洲核研究組織
• （英文）動手接觸CERN (CERN與粒子物理學嘅教育網站)
• （英文）科學與創新嘅地球嘅簡介
• （英文）粒子物理學博物館嘅簡介
• （英文）CERN Courier - 高能量物理學國際期刊