CERN: differenze tra le versioni

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}}

L''''Organizzazione europea per la ricerca nucleare''', comunemente conosciuta con la sigla '''CERN''' (<small>[[Alfabeto fonetico internazionale|AFI]]</small>: {{IPA|/ˈʧɛrn/|it}}<ref>{{Dipi|Cern}}</ref>; {{Francese|Conseil européen pour la recherche nucléaire}}), è il più grande [[laboratorio]] al mondo di [[fisica delle particelle]], posto al [[confine tra la Francia e la Svizzera]], alla periferia ovest della città di [[Ginevra]], nel comune di [[Meyrin]]. La convenzione che lo istituiva fu firmata il 29 settembre [[1954]] da 12 statiStati membri mentre oggi ne fanno parte 23 più alcuni osservatori, compresi statiStati extraeuropei.

Scopo principale è quello di fornire ai [[ricercatore|ricercatori]] gli strumenti necessari per la [[ricerca]] in [[Fisica delle particelle|fisica delle alte energie]] ovvero principalmente gli [[Acceleratore di particelle|acceleratori di particelle]], che portano [[nucleo atomico|nuclei atomici]] e [[particella elementare|particelle subnucleari]] ada energie molto elevate, e i [[rivelatore di particelle|rivelatori]] che permettono di osservare i prodotti delle collisioni tra fasci di queste particelle: ada energie sufficientemente elevate, nelle collisioni vengono prodotte tantissime particelle diverse; in alcuni casi sono state scoperte in questa maniera particelle fino a quel momento ignote.

== Storia ==

Dopo la [[seconda guerra mondiale]] si sentì il bisogno di fondare un centro [[Europa|europeo]] all'avanguardia per la ricerca al fine di ridare all'Europa il primato nella fisica, dato che in quegli anni i principali centri di ricerca si trovavano negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]]. A tale scopo nel [[1952]] dodici Paesi europei riunirono un consiglio di scienziati con il compito di tradurre in realtà quel desiderio. Il consiglio venne denominato ''Consiglio europeo per la ricerca nucleare'' (in francese ''Conseil européen pour la recherche nucléaire'') da cui la sigla CERN. Nel [[1954]] prende vita il progetto del centro di ricerca europeo vagliato dal Consiglio europeo per la ricerca nucleare: nasce così l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare, che ne eredita la sigla.

Il fatto che la sigla CERN non derivi dal nome del centro di ricerca crea a volte confusione, tanto che tale nome viene informalmente modificato in Centro europeo per la ricerca nucleare (in francese ''Centre européen pour la recherche nucléaire'') in modo da ristabilire corrispondenza tra la sigla e il nome del centro di ricerca.

Attualmente 23 paesi membri fanno parte del CERN. Il 14 dicembre [[2012]] le è stato riconosciuto lo [[status di osservatore]] dell'[[Assemblea generale delle Nazioni Unite]].

== Descrizione ==

=== La catena di acceleratori ===

[[File:Cern-accelerator-complex.svg|thumb|upright=1.6|Il complesso degli acceleratori del CERN.]]

[[File:Location Large Hadron Collider.PNG|thumb|Mappa della localizzazione dell'LHC e dell'SPS del CERN, al confine tra Francia e Svizzera.]]

Il CERN costruì il primo acceleratore, il [[Sincrociclotrone (CERN)|Sincrociclotrone]], nel 1957, che fu in funzione fino al 1990.

Il complesso degli acceleratori del CERN comprende 7 acceleratori principali, costruiti in vari periodi a partire dalla fondazione dell'istituto. Fin dal principio, è stato previsto che ogni nuova e più potente macchina avrebbe utilizzato le precedenti come "iniettori", creando una catena di acceleratori che porta gradualmente un fascio di particelle ada energie sempre più elevate. Per consentire il funzionamento di questa catena, tutte le funzioni degli acceleratori sono coordinate da un unico segnale di riferimento, generato da un sistema di [[orologio atomico|orologi atomici]] e distribuito per tutta l'installazione, con una precisione dell'ordine del [[nanosecondo]].

Gli acceleratori principali a disposizione del CERN sono, in ordine dall'anello principale di collisione fino alla sorgente iniziale delle particelle a bassa energia:

* Il [[Large Hadron Collider]] (LHC), entrato in funzione il 10 settembre [[2008]] dopo lo smantellamento del [[Large Electron-Positron Collider]] (LEP). Si estende su una circonferenza di 27 chilometri ed è stato inizialmente progettato per accelerare fino a un massimo di 7 [[TeV]]-protone equivalenti di energia; permettendo di studiare le particelle elementari in condizioni sperimentali paragonabili a quelle dei primi momenti di vita dell'Universo, subito dopo il [[Big Bang]].

*Il [[Super Proton Synchrotron]] (SPS), un acceleratore circolare di 2&nbsp;km di diametro che alimenta l'LHC con gli ioni piombo, costruito in un tunnel, che ha iniziato a funzionare nel [[1976]]. Attualmente porta ada una energia equivalente a quella di un protone da {{M|450|ul=GeV}}, ma è stato potenziato più volte partendo con 300 GeV-protone. Oltre ad avere una propria linea di fascio rettilinea per esperimenti a bersaglio fisso, ha funzionato come [[collisore]] [[protone]]-[[antiprotone]] e come stadio finale di accelerazione per gli [[elettrone|elettroni]] e i [[positrone|positroni]] da iniettare nel LEP. Ha ripreso questo ruolo per i protoni e gli ioni piombo immessi nell'LHC.

*Il [[Proton Synchrotron]] (PS), costruito nel [[1959]], un [[sincrotrone]] con una circonferenza di 628.,3 m in grado di accelerare [[protone|protoni]] fino a {{M|28|ul=GeV}}, oltre a tutta una serie di particelle accelerate per diversi esperimenti. In particolare riceve [[protone|protoni]] dal Proton Synchrotron Booster e ioni di [[piombo]] dal Low Energy Ion Ring.

*Il [[Proton Synchrotron Booster]], costituito da 4 [[sincrotrone|sincrotroni]] sovrapposti con un raggio di 25 m, aumenta l'energia delle particelle generate dai LINAC prima di iniettarle nel PS. Viene inoltre utilizzato per esperimenti separati, come ad esempio [[ISOLDE]], che studia [[nucleo atomico|nuclei]] instabili di [[isotopo|isotopi]] molto pesanti.

* Il [[Low Energy Ion Ring]] (LEIR), che accelera fasci di [[ione|ioni]] di [[piombo]] fino a {{M|72|ul=MeV}} per nucleone, ha iniziato a lavorare nel [[2010]] nella catena di pre-accelerazione dell'LHC.

*Due [[Acceleratore lineare|LINAC]], o ''acceleratori lineari'', che generano particelle a bassa energia, successivamente immesse nel PS Booster. Sono noti come LINAC2 e LINAC3 e raggiungono i 50 [[MeV]]-protone, ovvero ioni pesanti da 4.,2 [[MeV]] per nucleone rispettivamente. Tutta la catena di acceleratori successiva dipende da queste sorgenti.

=== LHC ===

{{Vedi anche|Large Hadron Collider}}

[[File:Costruzione rivelatore cms al CERN.jpg|thumb|La costruzione del rilevatore [[Compact Muon Solenoid|CMS]]]]

Gran parte del lavoro che viene svolto attualmente al CERN di Ginevra è incentrato sul [[Large Hadron Collider]] (LHC), messo in funzione il 10 settembre [[2008]],<ref>{{en}} [http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2007/PR06.07E.html CERN announces new start-up schedule for world's most powerful particle accelerator] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071016045430/http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2007/PR06.07E.html |data=16 ottobre 2007 }}</ref> e agli esperimenti collegati.

L'acceleratore è situato all'interno dello stesso tunnel circolare di 27&nbsp;km di lunghezza in precedenza utilizzato dal LEP ([[Large Electron-Positron Collider]]), che non è più operativo dal novembre [[2000]]. Il complesso di acceleratori del CERN viene utilizzato per pre-accelerare gli [[adrone|adroni]] (protoni o ioni di piombo) che in seguito vengono immessi nell'LHC. Il tunnel si trova a circa 100 m di profondità, in una regione compresa tra l'aeroporto di [[Ginevra]] e il [[massiccio del Giura]]. Cinque diversi esperimenti ([[Compact Muon Solenoid|CMS]], [[ATLAS]], [[ALICE]], [[LHCb]] e [[TOTEM (rivelatore)|TOTEM]]) sono attualmente in funzione ognuno dei quali studia le collisioni tra particelle con metodi diversi e facendo uso di tecnologie differenti.

Al momento della collisione, l'energia dei protoni all'interno dell'LHC raggiunge valori che saranno gradualmente innalzati fino a 14 TeV. L'acceleratore necessita di un fortissimo campo magnetico per mantenere il fascio nella traiettoria dei 27&nbsp;km e a tal fine viene utilizzata la tecnologia dei magneti [[superconduttore|superconduttori]]. La progettazione dell'LHC ha richiesto una precisione straordinaria, tanto da rendere necessario tenere conto dell'influenza della forza di attrazione gravitazionale esercitata dalla [[Luna]] sulla crosta terrestre e dei disturbi elettrici provocati dal passaggio dei treni in superficie ada un chilometro di distanza.

=== LEP ===

{{Vedi anche|Large Electron-Positron Collider}}

[[File:Inside_the_CERN_LHC_tunnel.jpg|thumb|Il tunnel del LEP oggi sede dell'LHC]]

Il [[Large Electron-Positron Collider|Large Electron-Positron (LEP) collider]] è stato il progetto principale al CERN dal [[1989]] al [[2000]], predecessore dell'attuale LHC.

Questa macchina è stata in grado di accelerare [[elettroni]] e [[positroni]] fino a 100 [[GeV]].

L'obiettivo del progetto LEP, che lo ha accompagnato fino alla fine del [[1995]], è stato studiare il [[bosone (fisica)|bosone]] Z⁰ prodotta nelle collisioni tra [[elettroni]] e [[positroni]]: successivamente l'energia è stata gradualmente aumentata per studiare la produzione di coppie di [[bosone (fisica)|bosoni]] W⁺ e W^-, e per portare avanti la ricerca del [[bosone di Higgs]] (fallita: l'energia della particella è risultata a posteriori più elevata del limite massimo del LEP) e di nuovi fenomeni al di là del [[Modello standard]].

I principali risultati sperimentali di LEP sono stati:

* dimostrare l'esistenza di sole 3tre famiglie di neutrini;

* verificare la possibile esistenza del [[bosone Higgs]];

* studiare approfonditamente il [[bosone Z]]⁰ responsabile dell'[[interazione debole]];

Riga 92:

== Altri esperimenti ==

[[File:Ten-meter-long_plasma_cell.png|thumb|Particolare dell'esperimento [[AWAKE]]]]

* [[CLOUD]] (''Cosmics Leaving OUtdoor Droplets'') è un esperimento che ha lo scopo di studiare le relazioni tra [[raggi cosmici galattici]] e [[aerosol atmosferico]] in condizioni controllate.<ref name="CLOUD">{{cita web | url = http://cloud.web.cern.ch/ | titolo = Sito ufficiale dell'esperimento CLOUD | lingua = en | accesso = 21 luglio 2015 }}</ref> L'esperimento ha iniziato a operare nel novembre [[2009]]<ref name="CERN">{{cita web | url = http://press.web.cern.ch/press-releases/2011/08/cerns-cloud-experiment-provides-unprecedented-insight-cloud-formation | titolo = CLOUD experiment provides unprecedented insight into cloud formation | editore = CERN-Press release PR15.11 | lingua = en | data = 25 agosto 2011 | accesso = 20 luglio 2015 }}</ref>.

* [[ISOLDE]] (''Isotope Separator On Line DEvice'') è un laboratorio in cui vengono prodotti [[nucleo atomico|nuclei atomici]] [[radioattività|radioattivi]] di [[isotopo|isotopi]] pesanti, inviando protoni ad alta energia su targhette fisse di differenti elementi chimici, per studiarne le proprietà atomiche e nucleari e i possibili decadimenti esotici.

* AD (''Antiproton Decelerator'') è un [[anello di accumulazione]] che viene utilizzato per rallentare gli [[antiprotone|antiprotoni]], successivamente inviati agli esperimenti che studiano l'[[antimateria]] e in particolare l'[[anti-idrogeno]].

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=== Successi scientifici ===

Alcuni importanti successi nel campo della fisica delle particelle sono stati possibili grazie agli esperimenti del CERN:

* La scoperta della [[corrente debole neutra]] nel [[1974]] nella camera a bolle [[Gargamelle]].

* La scoperta dei [[bosoni W e Z]] nel [[1983]] negli esperimenti [[UA1]] e [[UA2]] dell'[[Super Proton Synchrotron|SPS]].

* Nel [[1984]] il [[Premio Nobel per la fisica]] fu assegnato a [[Carlo Rubbia]] e [[Simon van der Meer]] per quest'ultima scoperta.

* Nel [[1992]] il [[Premio Nobel per la fisica]] fu assegnato a [[Georges Charpak]] "per l'invenzione e lo sviluppo dei rivelatori di particelle, in particolare della [[camera proporzionale a multifili]]".

* Nel [[1995]] la prima creazione di atomi di [[Antianti-idrogeno]] nell'[[esperimento PS210]] al [[Low Energy Antiproton Ring]].

* Nel [[2012]] la scoperta di un nuovo bosone compatibile con il [[bosone di Higgs]], ha portato nel [[2013]] al conferimento del [[Premio Nobel per la fisica]] a [[Peter Higgs]] e [[François Englert]].

== Il CERN e l'informatica ==

[[File:First Web Server.jpg|thumb|left|Il computer [[NeXT]] di [[Tim Berners-Lee]] che divenne il primo [[server web]], esposto nel [[Globo della Scienza e dell'Innovazione]] del CERN.]]

Il primo computer arrivò al CERN nel [[1959]], da allora i fisici cominciarono ad avvalersi di strumenti informatici. Per la fisica cominciò una nuova era di ricerca in cui gli esperimenti producevano una mole di dati tale da rendere impossibile la sola elaborazione umana. I fisici cominciarono a utilizzare su larga scala calcolatori e software per filtrare ed elaborare la montagna di dati alla ricerca degli eventi ritenuti significativi per l'esito degli esperimenti.

Successivamente si sperimentò il collegamento di più calcolatori fra di loro: fu la volta della prima [[rete di computer]]. Nacque al CERN uno dei centri di calcolo più potenti, dedicato alle richieste sempre più esigenti dei nuovi esperimenti e della capacità sempre più spinta di [[acquisizione dati]] delle strumentazioni collegate ai nuovi acceleratori.

=== Dove è nato il Web ===

[[File:WorldWideWeb screenshot.gif|thumb|Immagine del primo [[browser web]].]]

Il [[World Wide Web]] è nato al CERN nel [[1989]], da un'idea di [[Tim Berners-Lee]] e [[Robert Cailliau]]. Nacque come progetto marginale nel [[1980]] chiamato [[ENQUIRE]] basato sul concetto dell'[[ipertesto]] (anche se Berners-Lee ignorava ancora la parola ipertesto). Con lo scopo di scambiare efficientemente dati tra chi lavorava a diversi esperimenti è stato introdotto al CERN nel [[1989]] con il progetto [[WorldWideWeb]], il primo browser sviluppato sempre da Berners-Lee. Inoltre Tim Berners-Lee sviluppò le infrastrutture che servono il Web e cioè il primo [[server web]] (funzionante con linguaggio [[HTML]] e protocollo [[HTTP]]).

Il 30 aprile [[1993]] il CERN annunciò che il World Wide Web sarebbe stato libero per tutti.<ref>[https://www.w3.org/History/19921103-hypertext/hypertext/WWW/TheProject.html Una copia della prima pagina web creata da Berners-Lee]</ref> Nel [[1993]] la [[NCSA]] rilasciò il primo [[browser]] grafico, [[Mosaic]]: da quel momento lo sviluppo del ''www'' fu inarrestabile.

Il 12 giugno 2019 il CERN annunciò l'avvio del progetto [https://home.cern/news/news/computing/malt-project MAlt] (Microsoft Alternatives project): lo sviluppo di un software open source, mirato a sostituire il software di Microsoft. Gli scopi dell'iniziativa sono: evitare i costi divenuti insostenibili, riprendere il controllo del software di base, evitare la dipendenza da un fornitore.

Riga 129:

=== Un laboratorio di pace ===

Al CERN persone da tutte le parti del mondo si incontrano, collaborano, discutono. Riescono a lavorare insieme persone provenienti da paesi in guerra tra loro, ad esempio israeliani e palestinesi. In questo senso il CERN è un ''laboratorio di pace''. L'art. 11 della sua Convenzione recita: << L'Organizzazione non si occuperà di lavori connessi a richieste di carattere militare, e i risultati del suo lavoro sperimentale e teorico saranno pubblicati o resi in altro modo generalmente accessibili.>><ref>Pietro Greco, ''Fisica per la pace. Tra scienza e impegno civile'', pag 72, 2018, Carrocci, Roma, ISBN 978 88 430 8578 1</ref>

{{Citazione|Il CERN è stato fondato meno di 10 anni dopo la costruzione della [[bomba atomica]]. Penso che l'esistenza della bomba abbia avuto una grande importanza nel rendere possibile il CERN. L'Europa è stata teatro di violente guerre per più di duecento anni. Adesso, con la fondazione del CERN, abbiamo qualcosa di diverso. Spero che gli scienziati al CERN si ricordino di avere anche altri doveri oltre che proseguire la ricerca nella fisica delle particelle. Essi rappresentano il risultato di secoli di ricerca e di studio per mostrare il potere dello spirito umano, quindi mi appello a loro affinché non si considerino tecnici, ma guardiani di questa fiamma dell'unità europea, così che l'Europa possa salvaguardare la pace nel mondo.|[[Isidor Isaac Rabi]], in occasione del trentesimo anniversario del CERN ([[1984]])}}

== Stati membri ==

[[File:CERN member states .svg|thumb|upright=1.7|I 22 statiStati membri del CERN (2018).]]

Attualmente fanno parte del CERN 23 statiStati membri. {{Chiarire||Il Kosovo è indipendente dal 2008}}

I 12 paesi fondatori del CERN sono:

Riga 144:

* {{Bandiera|EUR}} {{GRC}}

* {{Bandiera|EUR}} {{ITA}}

* {{YUG 1943-1992}}, che esce dal CERN nel [[1961]]

* {{NOR}}

* {{Bandiera|EUR}} {{NLD}}

Riga 152:

A questi si sono successivamente aggiunti:

* {{Bandiera|EUR}} {{AUT}} nel [[1959]],

* {{Bandiera|EUR}} {{ESP}} nel [[1961]], esce dal CERN nel [[1969]] e ci rientra nel [[1983]]

* {{Bandiera|EUR}} {{PRT}} nel [[1985]],

* {{Bandiera|EUR}} {{FIN}} nel [[1991]],

* {{Bandiera|EUR}} {{POL}} nel [[1991]],

* {{Bandiera|EUR}} {{HUN}} nel [[1992]],

* {{Bandiera|EUR}} {{CZE}} nel [[1993]],

* {{Bandiera|EUR}} {{SVK}} nel [[1993]],

* {{Bandiera|EUR}} {{BGR}} nel [[1999]],

* {{ISR}} nel [[2013]],

* {{Bandiera|EUR}} {{ROU}} nel [[2010]],

* {{SRB}} nel [[2018]].

=== Budget 2009 ===

{| class="wikitable sortable"

|- class="hintergrundfarbe5"

! Stato membro !! Contributo !! Mio.Milioni di [[Franco svizzero|CHF]] !! Mio.Milioni di [[Euro|EUR]]

|-

|-

| {{DEU}}

| style="text-align:right" | 19,74 %

| style="text-align:right" | 218,6

| style="text-align:right" | 144,0

|-

| {{FRA}}

| style="text-align:right" | 15,34 %

| style="text-align:right" | 168,7

| style="text-align:right" | 111,2

|-

| {{GBR}}

| style="text-align:right" | 14,70 %

| style="text-align:right" | 161,6

| style="text-align:right" | 106,5

Riga 192:

|-

| {{ESP}}

| style="text-align:right" | 8,52 %

| style="text-align:right" | 93,7

| style="text-align:right" | 61,8

|-

| {{NLD}}

| style="text-align:right" | 4,79 %

| style="text-align:right" | 52,7

| style="text-align:right" | 34,7

|-

| {{CHE}}

| style="text-align:right" | 3,01 %

| style="text-align:right" | 33,1

| style="text-align:right" | 21,8

|-

| {{POL}}

| style="text-align:right" | 2,85 %

| style="text-align:right" | 31,4

| style="text-align:right" | 20,7

|-

| {{BEL}}

| style="text-align:right" | 2,77 %

| style="text-align:right" | 30,4

| style="text-align:right" | 20,1

|-

| {{SWE}}

| style="text-align:right" | 2,76 %

| style="text-align:right" | 30,4

| style="text-align:right" | 20,0

|-

| {{NOR}}

| style="text-align:right" | 2,53 %

| style="text-align:right" | 27,8

| style="text-align:right" | 18,3

|-

| {{AUT}}

| style="text-align:right" | 2,24 %

| style="text-align:right" | 24,7

| style="text-align:right" | 16,3

|-

| {{GRC}}

| style="text-align:right" | 1,96 %

| style="text-align:right" | 20,5

| style="text-align:right" | 13,5

|-

| {{DNK}}

| style="text-align:right" | 1,76 %

| style="text-align:right" | 19,4

| style="text-align:right" | 12,8

|-

| {{FIN}}

| style="text-align:right" | 1,55 %

| style="text-align:right" | 17,0

| style="text-align:right" | 11,2

|-

| {{CZE}}

| style="text-align:right" | 1,15 %

| style="text-align:right" | 12,7

| style="text-align:right" | 8,4

|-

| {{PRT}}

| style="text-align:right" | 1,14 %

| style="text-align:right" | 12,5

| style="text-align:right" | 8,2

|-

| {{HUN}}

| style="text-align:right" | 0,78 %

| style="text-align:right" | 8,6

| style="text-align:right" | 5,6

|-

| {{SVK}}

| style="text-align:right" | 0,54 %

| style="text-align:right" | 5,9

| style="text-align:right" | 3,9

|-

| {{BGR}}

| style="text-align:right" | 0,22 %

| style="text-align:right" | 2,4

| style="text-align:right" | 1,6

Riga 294:

|-

| 1960-1961

| [[John Adams (fisico)|John Adams]] (direttore fff.f.)

| {{GBR}}

|-

Riga 348:

== Onorificenze ==

{{Onorificenze

|immagine = Princess of Asturias Foundation Emblem.svg

|nome_onorificenza = Premio Principe delle Asturie per la ricerca scientifica e tecnica (Spagna)

|collegamento_onorificenza = Premio Principe delle Asturie

|motivazione =

|data = 29 maggio [[2013]]

}}