CERN, alebo spojme svoje sily a um v prospech celého sveta.

Čo je CERN?

Názov je skratkou z francúzskeho Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, čo znamená Európska rada pre jadrový výskum. Vznikol ako potreba jadrového výskumu pre Európu, kde niesu štáty takej veľkej sily ako je Amerika. Spojením síl vytvorili dostatočne veľký finančný a vedecký potenciál, ktorý dokáže byť konkurencie schopný aj svetovým veľmociam. Keď sa pýtate prečo sa do tohoto výskumu nezapojil celý svet, tak odpoveďou môže byť to, že táto iniciatíva začala vznikať po II svetovej vojne, v dobe studenej vojny, kedy si Američania a Sovieti držali jadrový výskum len pre svoje účeli.

Celé sa to začalo v roku 1949 na konferencií v Lausanne, kde bolo skonštatované, že ani jedna z krajín Európy nemá dostatočný potenciál na jadrový výskum a jedinou možnosť je spojiť svoje sily. Uskutočnilo sa ešte niekoľko stretnutí, ktoré vyvrcholili v roku 1951, keď 11 krajín podpísalo vznik CERNu. Na treťom zasadaní Rady sa vybrala Ženeva, ako miesto pre vytvorenie laboratória. V roku 1954 Belgicko, Dánsko, Francúzsko, Grécko, Holandsko, Juhoslávia, Nemecko, Nórsko, Švajčiarsko, Švédsko, Taliansko, Veľká Británia ratifikujú zakladajúcu listinu CERNu.

V dnešnej dobe je CERN už medzinárodným zoskupením, ktoré spája nadšenie a um ľudí z celého sveta. Výsledky výskumov sú verejne prístupné, čiže pomôcť analyzovať výsledky môže každý.

Začiatky, objavy, ocenenia v skratke.

Hneď od začiatku bol projekt veľmi úspešný, pretože sa "našťastie" rozhodli pre dovtedy netestovaný Alternating Gradient (AG) 30GeV Protón Synchrotron (PS), namiesto predtým navrhovaného Weak Focusing Synchrotron. Tým získali za rovnako vynaložené finančné prostriedky ďaleko vyšší výkon a dostali sa na úroveň Ameriky.

Aby mali vedci do dokončenia stavby Protón Synchrotronu nástroj na testovanie postavili Synchro Cyclotron kde sa im podarilo pozorovať výnimočný rozpad pionu, ktorý prispel k mionovej fyzike. V roku 1959 sa dostaval Proton_Synchrotron kde sa im za pomoci magnetického rohu podarilo selektovať počet skúmaných častíc.

Magnetický roh

Ďalším projektom bolo ISR kde úspešne realizovali myšlienku stochastického chladenia, za čo v roku 1984 dostal Simon van der Meer Nobelovu cenu. S pribúdajúcimi skúsenosťami sa zlepšovali pozorovacie techniky a za objav drôtenej driftovej komory dostal Georges_Charpak v roku 1992 nobelovu cenu. Tento objav sa používa vo veľa oboroch, napríklad aj v zdravotníctve. Jeden z prielomových objavov nastal v bublinovej komore Gargamelle s priemerom 2metere a dĺžkou 4,8m, ktorá je naplnená 12kubickými metrami kvapalného freónu (CF3Br). Tu sa im podarilo objaviť neutrálne prúdy, to pretože Boson Z nemá elektrický náboj. (Nemýliť si Higgsovým bozónom)

Fotografia neutrálnych prúdov

Už v 70 rokoch sa začalo rozmýšľať o stavbe LEP Veľkého Elektrón Pozitrónového urýchľovača, oficiálna výstavba začala v roku 1983.

Časť 27kilometrového tunela LEP

Bol to najväčší projekt CERNu s tunelom dlhým 27kilometrov, 100metrov pod zemou. Tento obrovský projekt začali s vierou, že sa im podarí objaviť toľko hľadaný Higgsov boson.

V roku 1980 začne Tim Berners-Lee pracovať na serverovej aplikácií pre zdieľanie dokumentov.
Za spolupráce s Robertom Cailliau v roku 1990 predstavuje protokol HTTP, je to vynález Internetu :) Áno skutočne vznikol v CERNe.
V roku 1983 bol objavený Boson W a Z za čo v roku 1984 dostávajú Carlo Rubbia a Simon van der Meer Nobelovu cenu.
Je to veľmi v skratke, ale dúfam že som zachytil aspoň podstatné veci.
Samozrejme pri tomto výskume vzniklo veľmi veľa vedľajších poznatkov, z ktorých časť spomeniem neskôr.

CERN modernizuje

V roku 1994 sa schvaľuje výstavba najznámejšieho projektu CERNu, LHC, Large Hadron Collider po slovensky Veľký hadrónový urýchľovač. Znovu sa dúfa v objav Higgsovho bozonu a prapodstaty vzniku vesmíru a hmoty ako takej. Dostavaný bol v roku 2008, ako náhrada projektu LEP v tom istom podzemnom tunely jeho súčasťou je 6 detektorov ALICE, ATLAS, LHCb, CMS, TOTEM a LHCf.

Čo nám to všetko prinieslo? Zatiaľ pre mňa zaujímavou vecou je že energia sa dokáže premeniť na hmotu, kde sú časy o zachovaní hmoty :) Pri zrážkach protónov sa tieto "rozbili" na väčšie častice ako protóny, dnes vedci už medzi hmotou a energiou nevidia veľký rozdiel. Zrážky protónov je možné sledovať online. Ďalšou zaujímavosť je výroba a skladovanie antihmoty. Nemýliť si s antikristom, nieje to nič nadprirodzené. Medzi hmotou a antihmotou je rozdiel v opačnom náboji. Pre laické vysvetlenie klasický atóm ma v jadre protóny a v obale elektróny u antihmoty je to "naopak". V skutočnosti má antihmota v jadre antiprotóny a v obale pozitróny. Pri zrážke hmoty s antihmotou sa uvoľní obrovská energia. Zatiaľ sa tento jav nedá nijak využiť v praxi, pretože na výrobu antihmoty je potrebné veľké množstvo energie.
Antiprotón ma tiež opačný náboj ako protón.

S čím žijeme v CERNe dnes

Detektor ATLAS pri výstave, všimnite si toho montéra

"Najhorúcejší" je detektor Atlas, online som sledoval legendárnu zrážku protónových zväzkov s celkovou energiou 7Tev, eV je fyzikálna jednotka pre energiu, elektrónvolt. 1Tev = 1 000 000 000 000eV. Číslo to vyzerá byť strašidelné, v skutočnosti je to prsk čiastočiek, ktoré sú okom nepozorovateľné :) Sledovanie prebieha tak, že pozeráš len na tabuľku s číslami, ale čo to dokáže urobiť s vedcami, neviem čo je to za matroš, ale chcem to, viď. foto.

Radosť, keď sa na monitoroch objavilo vytúžené číslo 7 :)

Pár technických parametrov, detektor sa nachádza v jaskyni dlhej 55metrov, širokej 35metrov a vysokej 40metrov. Dĺžka samotného detektora je 46metrov, priemer 25metrov a váha 7000ton.

PS: Stále hľadáme Higgsov bozón :)

Nákres tunela LHC - (c) OpenStreetMap contributors, CC-BY-SA

Prečo to všetko ...?

Nájdenie Higgsovho bozónu, zistenie čo je to temná hmota, ktorá tvorí 73 % vesmíru, vysvetlenie prapodstaty hmoty a vzniku vesmíru. Čo nám to môže priniesť? Toľko očakávané prevratné objavy v oblasti "lacných" zdrojov energie. Pretože keď budeme poznať ako fungujú sily v subatomárnych časticiach je tu predpoklad, že budeme vedieť túto energiu raz využiť, krásnym príkladom buď magnetizmus.

Čo nám CERN priniesol ako vedľajší produkt

Tých veci je veľa, pri tak obrovskom projekte sa riešia veci, ktoré ešte nikto pred tým neriešil a samozrejme s tým prichádzajú nápady, ktoré prekonávajú tieto problémy. Príkladom môže byť presnosť stavania tunelov s presnosťou približne centimeter na kilometer a ukladanie 80tonových magnetov, pre ktoré vyvinuli zariadenie na Slovensku. Pôvodným plánom bolo uloženie s presnosťou 0.1mm, podarilo sa 0.007mm.

Linux a CERN

Prečo sa práve na linuxovom portáli zmieňujem o CERNe. Majú veľa spoločného, tvoria ho ľudia z celého sveta a rovnako vydávajú voľne výsledky svojej práce. Neodmysliteľnou súčasťou CERNu pre vývoj je Linux a vydávajú aj svoje vlastné linuxové distro Scientific linux. Vyhľadaním slova Linux na ich stránkach nájdete viac ako 56000 výsledkov.

V CERNe sa vyvíja takzvaný GRID server, ktorý rovnako beží Linuxe a distribuuje svoje výpočty na spriatelené servery, napríklad aj na Slovensku v niektorých fakultách.

• LHC GRID server
• Superpočítač, PC farma s 15.047 procesormi a 62.328 jadrami.
• Opis a fotografie tajomnej budovy 513 :)

Slovensko, CERN a financovanie

CERN je v takzvanej "prvej línií" fyziky, to znamená že jeho ciele sú postavené na získavanie najelementárnejších poznatkov z fyziky, ktoré priamo o sebe neprinesú žiadny finančný výsledok a ani to nieje žiadúce. Tak prečo s nadšením prispievajú štáty a dobrovoľníci do tohoto projektu? Vysvetlenie je jednoduché, všetky členské krajiny, ktoré sa podieľajú na financovaní CERNu automaticky získavajú patenty na veci pri tom objavené. Tie už sa používajú v takzvanej "komerčnej fyzike" ako napríklad drôtená driftová komora, ktorá sa využíva v mnohých odvetviach. To nieje všetko, pretože členské krajiny sa podieľajú aj samostatne na výrobe a vývoji častí CERNu pri čom získavajú svoje vlastné patenty.

Slovensko sa podieľalo na návrhu a vybudovaní dvoch dielov detektoru Atlas a ALICE kalorimetra LArC a TILE, pri tom získalo Slovensko patent o ktorom ale neviem nič bližšie. Celkovo Slovensku sa vložené peniaze veľmi dobre zúročili v podobe dodávok pre CERN. Slovensko na počet obyvateľov je lídrom v CERNe, ako najvýznamnejšia osobnosť je viceprezident CERNu, Slovák Prof. RNDr. Branislav Sitár, DrSc. Kto si chce pozrieť prehľad financovania členskými krajinami CERNu pozrite tu

Viceprezident CERNu, Prof. RNDr. Branislav Sitár, DrSc.

Záver

Článok končí, ale tento úžasný príbeh nie. Tých ktorých to zaujalo, odporúčam si občas pozrieť stránky projektu, alebo si aj hneď popozerajte obrázky a videá z experimentov. Pokiaľ máte v okolí, človeka s ktorým si o tom môžete pokecať je to fantastické zdielať spoločné objavy :-)

Zaujímavé linky:
1.) Live prenos počítačom spracovanej grafiky
2.) Obrázky z ATLASu
3.) Videá z ATLASu
4.) To nieje fake, ale namaľovaná budova riadiaceho centra ATLASu,
je to úžasné ako to namaľoval jeden človek za pár dní
V Status a Plans si pozrite kedy sa bude niečo online diať, väčšinou na večer,
napríklad zrovna teraz keď píšem tento článok, prebiehajú pokusy.

5.) Obrázky z CERNu
6.) Videá z CERNu
7.) CERN pre deti
8.) Koho by to uchvátilo natoľko, že sa tam chce zamestnať

Ale však vy si už nájde, čo vás zaujíma :)