Европейский центр ядерных исследований ЦЕРН

Введение

Европейский исследовательский центр в Швейцарии

Европейская организация ядерных исследований, известная как CERN (/sɜːr//n/; sɛʁn; Conseil européen pour la Recherche nucléaire), является межправительственной организацией, управляющей крупнейшей в мире лабораторией физики частиц. Основанная в 1954 году, она расположена в Меирине, западном пригороде Женевы, на границе Франции и Швейцарии. В её состав входят 23 государства-члена. Израиль, принятый в 2013 году, является единственным полноправным членом, не входящим в состав Европы. ЦЕРН имеет статус официального наблюдателя Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций. Акроним CERN также используется для обозначения самой лаборатории; в 2019 году там работало 2660 научных, технических и административных сотрудников, а также около 12 400 пользователей из учреждений более чем в 70 странах. В 2016 году ЦЕРН сгенерировал 49 петабайт данных. Основная функция ЦЕРН – предоставление ускорителей частиц и другой инфраструктуры, необходимой для исследований в области физики высоких энергий, что привело к созданию многочисленных экспериментов на базе ЦЕРН посредством международного сотрудничества. На территории ЦЕРН расположен Большой адронный коллайдер (LHC) – крупнейший и обладающий самой высокой энергией коллайдер частиц в мире. На главной площадке в Мейрине размещен крупный вычислительный комплекс, который используется главным образом для хранения и анализа данных, полученных в ходе экспериментов, а также для моделирования событий. Поскольку исследователям требуется удаленный доступ к этим ресурсам, лаборатория исторически являлась крупным узлом сети передачи данных. ЦЕРН также является местом рождения Всемирной паутины.

История

Конвенция об учреждении ЦЕРН Акроним CERN первоначально представлял собой французские слова Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire («Европейский совет по ядерным исследованиям»), который являлся временным советом по строительству лаборатории, учрежденным 12 европейскими правительствами в 1952 году. В эти первые годы совет работал в Копенгагенском университете под руководством Нильса Бора, прежде чем переехать на свое нынешнее местоположение вблизи Женевы. Акроним был сохранен для новой лаборатории после роспуска временного совета, несмотря на то, что в 1954 году название было изменено на нынешнее Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire («Европейская организация по ядерным исследованиям»). По словам бывшего директора ЦЕРН Лева Коварски, при изменении названия аббревиатура могла бы стать неудобной OERN, а Вернер Гейзенберг заметил, что это все равно могло бы «остаться ЦЕРН, даже если название [не] соответствует». Первым президентом ЦЕРН был сэр Бенджамин Локспейзер. Эдуардо Амальди был генеральным секретарем ЦЕРН на ранних этапах, когда операции носили временный характер, а первым генеральным директором (1954) стал Феликс Блох. Изначально лаборатория была посвящена изучению атомных ядер, но вскоре ее стали применять к физике высоких энергий, которая в основном связана с изучением взаимодействий между субатомными частицами. Поэтому лаборатория, управляемая ЦЕРН, обычно называется Европейской лабораторией по физике частиц (Laboratoire européen pour la physique des particules), что точнее отражает проводимые там исследования.

Основатели

На шестой сессии Совета CERN, проходившей в Париже с 29 июня по 1 июля 1953 года, 12 государствами была подписана конвенция об учреждении организации, подлежащая ратификации. Конвенция была постепенно ратифицирована 12 учредившими государствами-членами: Бельгией, Данией, Францией, Федеративной Республикой Германия, Грецией, Италией, Нидерландами, Норвегией, Швецией, Швейцарией, Соединенным Королевством и Югославией.

Информатика

ЦЕРН стал пионером во внедрении интернет-технологий, начиная с начала 1980-х годов. Это сыграло значительную роль в распространении TCP/IP в Европе (см. «Войны протоколов»). Всемирная паутина (World Wide Web) началась как проект в ЦЕРН, инициированный Тимом Бернерсом-Ли в 1989 году, выросший из его предыдущей работы над базой данных ENQUIRE. Роберт Кайлио присоединился к проекту в 1990 году. В 1995 году Бернерс-Ли и Кайлио совместно были удостоены награды Ассоциации вычислительной техники (ACM) за вклад в развитие Всемирной паутины. Копия оригинальной первой веб-страницы, созданной Бернерсом-Ли, до сих пор опубликована на сайте Консорциума Всемирной паутины (W3C) в качестве исторического документа. Основанный на концепции гипертекста, проект был разработан для упрощения обмена информацией между исследователями. Первый веб-сайт был активирован в 1991 году. 30 апреля 1993 года ЦЕРН объявил о том, что Всемирная паутина будет доступна всем бесплатно. Она стала доминирующим способом взаимодействия большинства пользователей с Интернетом. В последнее время ЦЕРН стал площадкой для разработки распределенных вычислений, принимая проекты, такие как Enabling Grids for E sciencE (EGEE) и LHC Computing Grid. Здесь также находится точка интернет-обмена CERN (CIXP), один из двух основных интернет-узлов обмена трафиком в Швейцарии. По состоянию на 2022 год в ЦЕРН работает в десять раз больше инженеров и техников, чем научных физиков.

Текущий комплекс

В CERN работает сеть из семи ускорителей и двух замедлителей, а также несколько дополнительных небольших ускорителей. Каждая машина в цепочке увеличивает энергию пучков частиц перед передачей их в эксперименты или на следующий, более мощный ускоритель (замедлители естественным образом уменьшают энергию пучков частиц перед передачей их в эксперименты или на дальнейшие ускорители/замедлители). Прежде чем эксперимент сможет использовать сеть ускорителей, он должен быть одобрен различными научными комитетами CERN. В настоящее время (по состоянию на 2022 год) активными машинами являются ускоритель LHC и:
Линейный ускоритель LINAC 3, генерирующий частицы низкой энергии. Он обеспечивает тяжелые ионы с энергией 4,2 МэВ/u для инжекции в кольцо низкоэнергетических ионов (LEIR). Кольцо низкоэнергетических ионов (LEIR) ускоряет ионы из ионного линейного ускорителя LINAC 3 перед передачей их в Протонный синхротрон (PS). Этот ускоритель был введен в эксплуатацию в 2005 году после перестройки из предыдущего кольца низкоэнергетических антипротонов (LEAR). Линейный ускоритель Linac4 ускоряет отрицательные ионы водорода до энергии 160 МэВ. Затем ионы инжектируются в Протонный синхротронный бустер (PSB), где из каждого иона водорода удаляются оба электрона, и остается только ядро, содержащее один протон. Протоны затем используются в экспериментах или ускоряются дальше в других ускорителях CERN. Linac4 служит источником всех протонных пучков для экспериментов CERN. Протонный синхротронный бустер увеличивает энергию частиц, генерируемых линейным ускорителем протонов, перед передачей их на другие ускорители. Протонный синхротрон (PS) 28 ГэВ, построенный в 1954–1959 годах и до сих пор работающий в качестве питателя для более мощного SPS и многих экспериментов CERN. Суперпротонный синхротрон (SPS) – круговой ускоритель диаметром 2 километра, построенный в туннеле, который начал работу в 1976 году. Он был разработан для достижения энергии 300 ГэВ и постепенно модернизирован до 450 ГэВ. Помимо собственных линий для экспериментов с фиксированной мишенью (в настоящее время COMPASS и NA62), он использовался в качестве протон-антипротонного коллайдера (SpS-колайдер) и для ускорения высокоэнергетических электронов и позитронов, которые инжектировались в Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP). С 2008 года он используется для инжекции протонов и тяжелых ионов в Большой адронный коллайдер (LHC). Онлайн-изотопный сепаратор масс (ISOLDE), который используется для изучения нестабильных ядер. Радиоактивные ионы производятся в результате столкновения протонов с энергией 1,0–1,4 ГэВ от Протонного синхротронного бустера. Он был впервые введен в эксплуатацию в 1967 году и перестроен с существенными обновлениями в 1974 и 1992 годах. Антипротонный замедлитель (AD), который уменьшает скорость антипротонов примерно до 10% скорости света для исследования антиматерии. Машина AD была переконфигурирована из предыдущей машины – сборщика антипротонов (AC). Кольцо антипротонов с ультранизкой энергией (ELENA), которое принимает антипротоны из AD и замедляет их до низких энергий (скоростей) для использования в экспериментах с антиматерией. Эксперимент AWAKE, являющийся демонстрацией принципа работы плазменного волнового ускорителя. Исследовательский центр линейного электронного ускорителя CERN для исследований (CLEAR).

CERN operates a network of seven accelerators and two decelerators, and some additional small accelerators. Each machine in the chain increases the energy of particle beams before delivering them to experiments or to the next more powerful accelerator (the decelerators naturally decrease the energy of particle beams before delivering them to experiments or further accelerators/decelerators). Before an experiment is able to use the network of accelerators, it must be approved by the various Scientific Committees of CERN. Currently (as of 2022) active machines are the LHC accelerator and:
The LINAC 3 linear accelerator generating low energy particles. It provides heavy ions at 4.2 MeV/u for injection into the Low Energy Ion Ring (LEIR). The Low Energy Ion Ring (LEIR) accelerates the ions from the ion linear accelerator LINAC 3, before transferring them to the Proton Synchrotron (PS). This accelerator was commissioned in 2005, after having been reconfigured from the previous Low Energy Antiproton Ring (LEAR). The Linac4 linear accelerator accelerates negative hydrogen ions to an energy of 160 MeV. The ions are then injected to the Proton Synchrotron Booster (PSB) where both electrons are then stripped from each of the hydrogen ions and thus only the nucleus containing one proton remains. The protons are then used in experiments or accelerated further in other CERN accelerators. Linac4 serves as the source of all proton beams for CERN experiments. The Proton Synchrotron Booster increases the energy of particles generated by the proton linear accelerator before they are transferred to the other accelerators. The 28 GeV Proton Synchrotron (PS), built during 1954–1959 and still operating as a feeder to the more powerful SPS and to many of CERN's experiments. The Super Proton Synchrotron (SPS), a circular accelerator with a diameter of 2 kilometres built in a tunnel, which started operation in 1976. It was designed to deliver an energy of 300 GeV and was gradually upgraded to 450 GeV. As well as having its own beamlines for fixed target experiments (currently COMPASS and NA62), it has been operated as a proton–antiproton collider (the SpS collider), and for accelerating high energy electrons and positrons which were injected into the Large Electron–Positron Collider (LEP). Since 2008, it has been used to inject protons and heavy ions into the Large Hadron Collider (LHC). The On Line Isotope Mass Separator (ISOLDE), which is used to study unstable nuclei. The radioactive ions are produced by the impact of protons at an energy of 1.0–1.4 GeV from the Proton Synchrotron Booster. It was first commissioned in 1967 and was rebuilt with major upgrades in 1974 and 1992. The Antiproton Decelerator (AD), which reduces the velocity of antiprotons to about 10% of the speed of light for research of antimatter. The AD machine was reconfigured from the previous Antiproton Collector (AC) machine. The Extra Low Energy Antiproton ring (ELENA), which takes antiprotons from AD and decelerates them into low energies (speeds) for use in antimatter experiments. The AWAKE experiment, which is a proof of principle plasma wakefield accelerator. The CERN Linear Electron Accelerator for Research (CLEAR) accelerator research and development facility.

Большой адронный коллайдер

Многие из мероприятий в CERN в настоящее время включают в себя работу Большого адронного коллайдера (LHC) и эксперименты для него. Большой адронный коллайдер представляет собой крупномасштабный проект всемирного научного сотрудничества. Туннель LHC находится на глубине 100 метров под землей, в районе между Женевским международным аэропортом и близлежащими горами Юра. Большая часть его протяженности находится на французской стороне границы. Он использует круговой туннель окружностью 27 км, ранее занимаемый Большим электронно-позитронным коллайдером (LEP), который был остановлен в ноябре 2000 года. Существующие ускорительские комплексы PS/SPS в CERN используются для предварительного ускорения протонов и ионов свинца, которые затем вводятся в LHC. Восемь экспериментов (CMS, ATLAS, LHCb, MoEDAL, TOTEM, LHCf, FASER и ALICE) расположены вдоль коллайдера; каждый из них изучает столкновения частиц с разных сторон и с использованием различных технологий. Строительство этих экспериментов потребовало огромных инженерных усилий. Например, из Бельгии был арендован специальный кран, чтобы опустить части детектора CMS в шахту, поскольку каждая часть весила почти 2000 тонн. Первый из примерно 5000 магнитов, необходимых для строительства, был спущен в специальный ствол 7 марта 2005 года в 13:00 по Гринвичу. LHC начал генерировать огромные объемы данных, которые CERN передает в лаборатории по всему миру для распределенной обработки (используя специализированную сетевую инфраструктуру, LHC Computing Grid). В апреле 2005 года в ходе испытаний удалось передать 600 МБ/с на семь различных площадок по всему миру. Первые пучки частиц были введены в LHC в августе 2008 года. Первый луч был пропущен через весь LHC 10 сентября 2008 года, но система вышла из строя через 10 дней из-за неисправного магнитного соединения, и была остановлена для ремонта 19 сентября 2008 года. LHC возобновил работу 20 ноября 2009 года, успешно циркулируя двумя пучками, каждый с энергией 3,5 тераэлектронвольта (ТэВ). Задача инженеров заключалась в том, чтобы совместить два пучка так, чтобы они сталкивались друг с другом. Как сказал Стив Майерс, директор по ускорителям и технологиям, это все равно что "выстрелить двумя иглами через Атлантический океан и заставить их столкнуться". 30 марта 2010 года LHC успешно столкнул два протонных пучка с энергией 3,5 ТэВ на протон, в результате чего энергия столкновения составила 7 ТэВ. Однако это было только началом пути к ожидаемому открытию бозона Хиггса. Когда экспериментальный период на 7 ТэВ закончился, LHC разогнался до 8 ТэВ (4 ТэВ на протон), начиная с марта 2012 года, и вскоре начались столкновения частиц с этой энергией. В июле 2012 года ученые из CERN объявили об открытии новой субатомной частицы, которая впоследствии была подтверждена как бозон Хиггса. В марте 2013 года CERN объявил, что измерения, проведенные на недавно обнаруженной частице, позволили сделать вывод о том, что это бозон Хиггса. В начале 2013 года LHC был отключен на двухлетний период технического обслуживания для усиления электрических соединений между магнитами внутри ускорителя и проведения других модернизаций. 5 апреля 2015 года, после двух лет технического обслуживания и консолидации, LHC был перезапущен для второго запуска. Первый разгон до рекордной энергии 6,5 ТэВ был выполнен 10 апреля 2015 года. В 2016 году впервые был превышен проектный уровень интенсивности столкновений. Второй двухлетний период остановки начался в конце 2018 года.

Many activities at CERN currently involve operating the Large Hadron Collider (LHC) and the experiments for it. The LHC represents a large scale, worldwide scientific cooperation project. The LHC tunnel is located 100 metres underground, in the region between Geneva International Airport and the nearby Jura mountains. The majority of its length is on the French side of the border. It uses the 27 km circumference circular tunnel previously occupied by the Large Electron–Positron Collider (LEP), which was shut down in November 2000. CERN's existing PS/SPS accelerator complexes are used to pre accelerate protons and lead ions which are then injected into the LHC. Eight experiments (CMS, ATLAS, LHCb, MoEDAL, TOTEM, LHCf, FASER and ALICE) are located along the collider; each of them studies particle collisions from a different aspect, and with different technologies. Construction for these experiments required an extraordinary engineering effort. For example, a special crane was rented from Belgium to lower pieces of the CMS detector into its cavern, since each piece weighed nearly 2,000 tons. The first of the approximately 5,000 magnets necessary for construction was lowered down a special shaft at 13:00 GMT on 7 March 2005. The LHC has begun to generate vast quantities of data, which CERN streams to laboratories around the world for distributed processing (making use of a specialized grid infrastructure, the LHC Computing Grid). During April 2005, a trial successfully streamed 600 MB/s to seven different sites across the world. The initial particle beams were injected into the LHC August 2008. The first beam was circulated through the entire LHC on 10 September 2008, but the system failed 10 days later because of a faulty magnet connection, and it was stopped for repairs on 19 September 2008. The LHC resumed operation on 20 November 2009 by successfully circulating two beams, each with an energy of 3.5 teraelectronvolts (TeV). The challenge for the engineers was then to line up the two beams so that they smashed into each other. This is like "firing two needles across the Atlantic and getting them to hit each other" according to Steve Myers, director for accelerators and technology. On 30 March 2010, the LHC successfully collided two proton beams with 3.5 TeV of energy per proton, resulting in a 7 TeV collision energy. However, this was just the start of what was needed for the expected discovery of the Higgs boson. When the 7 TeV experimental period ended, the LHC revved to 8 TeV (4 TeV per proton) starting March 2012, and soon began particle collisions at that energy. In July 2012, CERN scientists announced the discovery of a new sub atomic particle that was later confirmed to be the Higgs boson. In March 2013, CERN announced that the measurements performed on the newly found particle allowed it to conclude that it was a Higgs boson. In early 2013, the LHC was deactivated for a two year maintenance period, to strengthen the electrical connections between magnets inside the accelerator and for other upgrades. On 5 April 2015, after two years of maintenance and consolidation, the LHC restarted for a second run. The first ramp to the record breaking energy of 6.5 TeV was performed on 10 April 2015. In 2016, the design collision rate was exceeded for the first time. A second two year period of shutdown begun at the end of 2018.

Строительные ускорители

По состоянию на октябрь 2019 года ведется строительство по модернизации светимости Большого адронного коллайдера (БАК) в рамках проекта High Luminosity LHC (HL–LHC). Ожидается, что к 2026 году ускоритель БАК будет модернизирован для достижения светимости, в десять раз превышающей текущую. В рамках проекта модернизации HL–LHC также модернизируются и другие ускорители и их подсистемы ЦЕРН. В частности, линейный ускоритель LINAC 2 был выведен из эксплуатации и заменен новым ускорителем LINAC4.

Выведенные из эксплуатации ускорители

Оригинальный линейный ускоритель LINAC 1. Работал с 1959 по 1992 год. Инжектор линейного ускорителя LINAC 2. Ускорял протоны до 50 МэВ для инъекции в протоно-синхротронный бустер (PSB). Работал с 1978 по 2018 год. Синхроциклотрон на 600 МэВ (SC), который начал работу в 1957 году и был остановлен в 1991 году. В 2012–2013 годах был превращен в публичную выставку. Пересекающиеся кольца хранения (ISR) – ранний коллайдер, построенный с 1966 по 1971 год и работавший до 1984 года. Суперпротонно-антипротонный синхротрон (SpS), работавший с 1981 по 1991 год. Модификация суперпротонного синхротрона (SPS) для работы в качестве протоно-антипротонного коллайдера. Большой электронно-позитронный коллайдер (LEP), который работал с 1989 по 2000 год и был крупнейшим устройством в своем роде, размещенный в круговом туннеле длиной 27 км, в котором сейчас находится Большой адронный коллайдер. Комплекс ускорителей LEP Pre Injector (LPI), состоящий из двух ускорителей: линейного ускорителя LEP Injector Linac (LIL; который сам состоит из двух последовательно расположенных линейных ускорителей LIL V и LIL W) и кругового ускорителя, называемого аккумулятором электронов и позитронов (EPA). Назначение этих ускорителей – инжектировать позитронные и электронные пучки в ускорительный комплекс ЦЕРН (точнее, в Протонный синхротрон) для последующей передачи в LEP после множества стадий ускорения. Работал с 1987 по 2001 год; после остановки LEP и завершения экспериментов, напрямую использующих LPI, комплекс LPI был адаптирован для использования в Испытательном центре CLIC 3 (CTF3). Кольцо низкой энергии для антипротонов (LEAR) было введено в эксплуатацию в 1982 году. В 1995 году на LEAR были собраны первые частицы истинной антиматерии – девять атомов антиводорода. Он был закрыт в 1996 году и заменен на Антипротонный замедлитель. Сам аппарат LEAR был переконфигурирован в ионный бустер низкоэнергетического ионного кольца (LEIR). Антипротонный коллектор (AC), построенный в 1986–1987 годах, завершил работу в 1997 году, и машина была преобразована в Антипротонный замедлитель (AD), являющийся преемником кольца LEAR. Работал в связке с Антипротонным аккумулятором (AA), и вместе они образовали комплекс аккумуляции антипротонов (AAC).

The original linear accelerator LINAC 1. Operated 1959–1992. The LINAC 2 linear accelerator injector. Accelerated protons to 50 MeV for injection into the Proton Synchrotron Booster (PSB). Operated 1978–2018. The 600 MeV Synchro Cyclotron (SC) which started operation in 1957 and was shut down in 1991. Was made into a public exhibition in 2012–2013. The Intersecting Storage Rings (ISR), an early collider built from 1966 to 1971 and operated until 1984. The Super Proton–Antiproton Synchrotron (SpS), operated 1981–1991. A modification of Super Proton Synchrotron (SPS) to operate as a proton antiproton collider. The Large Electron–Positron Collider (LEP), which operated 1989–2000 and was the largest machine of its kind, housed in a 27 km long circular tunnel which now houses the Large Hadron Collider. The LEP Pre Injector (LPI) accelerator complex, consisting of two accelerators, a linear accelerator called LEP Injector Linac (LIL; itself consisting of two back to back linear accelerators called LIL V and LIL W) and a circular accelerator called Electron Positron Accumulator (EPA). The purpose of these accelerators was to inject positron and electron beams into the CERN accelerator complex (more precisely, to the Proton Synchrotron), to be delivered to LEP after many stages of acceleration. Operational 1987–2001; after the shutdown of LEP and the completion of experiments that were directly fed by the LPI, the LPI facility was adapted to be used for the CLIC Test Facility 3 (CTF3). The Low Energy Antiproton Ring (LEAR) was commissioned in 1982. LEAR assembled the first pieces of true antimatter, in 1995, consisting of nine atoms of antihydrogen. It was closed in 1996, and superseded by the Antiproton Decelerator. The LEAR apparatus itself was reconfigured into the Low Energy Ion Ring (LEIR) ion booster. The Antiproton Collector (AC), built 1986–1987, operations ended in 1997 and the machine was converted into the Antiproton Decelerator (AD), which is the successor machine for Low Energy Antiproton Ring (LEAR). Operated in tandem with Antiproton Accumulator (AA) and the pair formed the Antiproton Accumulation Complex (AAC),

Места

Меньшие ускорители расположены на главной площадке в Мейрине (также известной как Западная зона), которая первоначально была построена в Швейцарии вдоль французской границы, но с 1965 года расширилась, охватив границу. Французская сторона находится под швейцарской юрисдикцией, и внутри площадки нет видимой границы, за исключением линии пограничных столбов. Туннели SPS и LEP/LHC почти полностью находятся за пределами основной площадки и в основном проложены под французскими сельскохозяйственными угодьями, будучи невидимыми с поверхности. Однако вокруг них имеются наземные площадки, где расположены здания, связанные с экспериментами, или другие объекты, необходимые для работы коллайдеров, такие как криогенные установки и шахты доступа. Эксперименты располагаются на том же подземном уровне, что и туннели на этих площадках. Три из этих экспериментальных площадок находятся во Франции, а ATLAS – в Швейцарии, хотя некоторые вспомогательные криогенные и площадки доступа расположены в Швейцарии. Крупнейшей экспериментальной площадкой является площадка Превессан (также известная как Северная зона), которая служит мишенью для экспериментов, не использующих коллайдеры на ускорителе SPS. Другие площадки – это те, которые использовались для экспериментов UA1, UA2 и LEP (последние используются экспериментами LHC). За исключением экспериментов LEP и LHC, большинство из них официально названы и пронумерованы в соответствии с местом их расположения. Например, NA32 был экспериментом, изучавшим производство так называемых «очарованных» частиц и расположенным на площадке Превессан (Северная зона), а WA22 использовал Большую европейскую пузырьковую камеру (BEBC) на площадке Мейрин (Западная зона) для изучения взаимодействий нейтрино. Эксперименты UA1 и UA2 считались расположенными в Подземной зоне, то есть под землей на площадках ускорителя SPS. Большинство дорог на площадках CERN в Мейрине и Превессане названы в честь известных физиков, таких как Вольфганг Паули, который активно способствовал созданию CERN. Другие известные имена – Ричард Фейнман, Альберт Эйнштейн и Бор.

- Опасение.

.cern — домен верхнего уровня для CERN. Он был зарегистрирован 13 августа 2014 года. 20 октября 2015 года CERN перенёс свой основной веб-сайт на https://home.cern.

Открытая наука

Движение открытой науки сосредоточено на обеспечении открытого доступа к научным исследованиям и создании знаний с помощью открытых инструментов и процессов. Открытый доступ, открытые данные, программное и аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом, открытые лицензии, цифровое сохранение и воспроизводимость исследований – основные компоненты открытой науки и области, в которых CERN работает с момента своего основания. CERN разработал ряд политик и официальных документов, способствующих и поддерживающих открытую науку, начиная с учредительной конвенции CERN 1953 года, в которой указывалось, что все результаты должны быть опубликованы или сделаны общедоступными. С тех пор в 2014 году CERN опубликовал свою политику открытого доступа, гарантирующую публикацию всех работ авторов CERN в формате золотого открытого доступа, а недавно – политику открытых данных, одобренную четырьмя основными коллаборациями LHC (ALICE, ATLAS, CMS и LHCb). Политика открытых данных дополняет политику открытого доступа, регулируя публичное распространение научных данных, собранных экспериментами LHC, после установленного периода эмбарго. До принятия этой политики открытых данных каждое сотрудничество самостоятельно разрабатывало руководящие принципы по сохранению, доступу и повторному использованию данных в рамках своих политик, которые обновлялись по мере необходимости. Европейская стратегия в области физики частиц, документ, утвержденный Советом CERN и являющийся краеугольным камнем европейского принятия решений в отношении будущего физики частиц, была последний раз обновлена в 2020 году и подтвердила роль организации в сфере открытой науки, заявив: «Сообщество физики частиц должно сотрудничать с соответствующими органами для формирования консенсуса в отношении открытой науки, который будет принят для исследований, финансируемых из государственных средств, и затем внедрить политику открытой науки в этой области». Помимо политического уровня, CERN создал ряд сервисов и инструментов для поддержки и содействия открытой науке в CERN и в физике частиц в целом. В области публикаций CERN инициировал и управляет глобальным кооперативным проектом – Спонсорским консорциумом по открытой публикации в физике частиц (SCOAP3) – для преобразования научных статей в области физики высоких энергий в открытый доступ. В настоящее время партнерство SCOAP3 включает более 3000 библиотек из 44 стран и 3 межправительственных организаций, которые совместно работают над обеспечением открытого доступа к научным статьям в области физики высоких энергий, опубликованным в 11 ведущих журналах этой дисциплины. Результаты, ориентированные на широкую публику, могут быть предоставлены различными сервисами CERN в зависимости от их назначения: портал CERN Open Data, Zenodo, Сервер документов CERN, INSPIRE и HEPData являются основными сервисами, используемыми исследователями и сообществом CERN, а также более широким сообществом физиков высоких энергий для публикации документов, данных, программного обеспечения, мультимедийных материалов и т. д. Усилия CERN по сохранению и обеспечению воспроизводимости исследований лучше всего представлены комплексом сервисов, охватывающих весь жизненный цикл анализа физических данных (включая данные, программное обеспечение и вычислительную среду). CERN Analysis Preservation помогает исследователям сохранять и документировать различные компоненты их физических анализов; REANA (Reusable Analyses) позволяет создавать экземпляры сохраненных анализов исследовательских данных в облаке. Все вышеупомянутые сервисы созданы с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом и стремятся к соблюдению принципов лучших усилий, где это уместно и возможно, таких как принципы FAIR, руководящие принципы FORCE11 и Plan S, одновременно учитывая соответствующую деятельность, осуществляемую Европейской комиссией.

The Open Science movement focuses on making scientific research openly accessible and on creating knowledge through open tools and processes. Open access, open data, open source software and hardware, open licenses, digital preservation and reproducible research are primary components of open science and areas in which CERN has been working towards since its formation. CERN has developed a number of policies and official documents that enable and promote open science, starting with CERN's founding convention in 1953 which indicated that all its results are to be published or made generally available. Since then, CERN published its open access policy in 2014, which ensures that all publications by CERN authors will be published with gold open access and most recently an open data policy that was endorsed by the four main LHC collaborations (ALICE, ATLAS, CMS and LHCb). The open data policy complements the open access policy, addressing the public release of scientific data collected by LHC experiments after a suitable embargo period. Prior to this open data policy, guidelines for data preservation, access and reuse were implemented by each collaboration individually through their own policies which are updated when necessary. The European Strategy for Particle Physics, a document mandated by the CERN Council that forms the cornerstone of Europe's decision making for the future of particle physics, was last updated in 2020 and affirmed the organisation's role within the open science landscape by stating: "The particle physics community should work with the relevant authorities to help shape the emerging consensus on open science to be adopted for publicly funded research, and should then implement a policy of open science for the field". Beyond the policy level, CERN has established a variety of services and tools to enable and guide open science at CERN, and in particle physics more generally. On the publishing side, CERN has initiated and operates a global cooperative project, the Sponsoring Consortium for Open Access Publishing in Particle Physics, SCOAP3, to convert scientific articles in high energy physics to open access. Currently, the SCOAP3 partnership represents 3000+ libraries from 44 countries and 3 intergovernmental organizations who have worked collectively to convert research articles in high energy physics across 11 leading journals in the discipline to open access. Public facing results can be served by various CERN based services depending on their use case: the CERN Open Data portal, Zenodo, the CERN Document Server, INSPIRE and HEPData are the core services used by the researchers and community at CERN, as well as the wider high energy physics community for the publication of their documents, data, software, multimedia, etc. CERN's efforts towards preservation and reproducible research are best represented by a suite of services addressing the entire physics analysis lifecycle (such as data, software and computing environment). CERN Analysis Preservation helps researchers to preserve and document the various components of their physics analyses; REANA (Reusable Analyses) enables the instantiating of preserved research data analyses on the cloud. All of the abovementioned services are built using open source software and strive towards compliance with best effort principles where appropriate and where possible, such as the FAIR principles, the FORCE11 guidelines and Plan S, while at the same time taking into account relevant activities carried out by the European Commission.

Общественные экспонаты

Научные ворота CERN, открытые в октябре 2023 года, – это новейшее сооружение CERN, предназначенное для популяризации науки и образования. Здесь размещены разнообразные интерактивные экспонаты, мастерские и представления. Глобус науки и инноваций, открытый в конце 2005 года, открыт для посещения публикой и используется четыре раза в неделю для проведения специальных выставок. Музей Микрокосмос ранее принимал выставку, посвященную физике частиц и истории CERN, но был окончательно закрыт 18 сентября 2022 года в преддверии установки экспозиций в Научные ворота. CERN также ежедневно организует экскурсии на некоторые объекты, такие как Синхроциклотрон (первый ускоритель частиц CERN) и мастерскую по производству сверхпроводящих магнитов. В 2004 году в CERN была установлена двухметровая статуя Натараджи – танцующей формы индуистского бога Шивы. Статуя, символизирующая космический танец Шивы, олицетворяющий процессы творения и разрушения, была подарена индийским правительством в знак признания давних связей исследовательского центра с Индией. Рядом со статуей установлена табличка с объяснением метафоры космического танца Шивы, содержащая цитаты физика Фрицёфа Капры:

Сотни лет назад индийские художники создали прекрасную серию бронзовых изображений танцующего Шивы. В наше время физики использовали самые современные технологии для визуализации узоров космического танца. Таким образом, метафора космического танца объединяет древнюю мифологию, религиозное искусство и современную физику.

Искусство в ЦЕРН

В 2011 году ЦЕРН запустил свою культурную политику для взаимодействия с искусством. Эта инициатива заложила необходимую основу для создания Arts at CERN – программы искусств Лаборатории. С 2012 года Arts at CERN способствует развитию творческого диалога между искусством и физикой посредством резиденций, художественных заказов, выставок и мероприятий. Художники различных творческих направлений приглашаются в ЦЕРН, чтобы познакомиться с тем, как фундаментальная наука ищет ответы на ключевые вопросы о нашей Вселенной. Еще до официального старта программы искусств, несколько известных художников посетили Лабораторию, привлеченные физикой и фундаментальной наукой. Уже в 1972 году Джеймс Ли Байерс стал первым художником, посетившим ЦЕРН, и пока единственным, чьи работы были представлены на обложке журнала CERN Courier. Марико Мори, Джанни Моти, Серит Уин Эванс, Джон Бергер и Ансельм Кифер – среди художников, посетивших ЦЕРН в последующие годы. Программы Arts at CERN структурированы в соответствии с их ценностями и видением, направленными на создание связей между культурами. Каждая программа разрабатывается и реализуется в сотрудничестве с культурными институтами, другими партнерскими лабораториями, странами, городами и художественными сообществами, заинтересованными в сотрудничестве с исследованиями ЦЕРН, поддержке его деятельности и внесении вклада в глобальную сеть искусства и науки. Они включают в себя исследовательские художественные резиденции, которые проводятся как на территории Лаборатории, так и дистанционно. Более 200 художников из 80 стран приняли участие в резиденциях, чтобы расширить свои творческие возможности в ЦЕРН, воспользовавшись опытом 400 физиков, инженеров и сотрудников Лаборатории. Ежегодно поступает от 500 до 800 заявок. Программы включают Collide – международную программу резиденций, организованную в партнерстве с городом; Connect – программу резиденций, направленную на стимулирование экспериментов в области искусства и науки в ЦЕРН и в научных организациях по всему миру в сотрудничестве с Pro Helvetia, и Guest Artists – краткосрочные резиденции для художников, позволяющие им взаимодействовать с исследованиями и сообществом ЦЕРН.

CERN launched its Cultural Policy for engaging with the arts in 2011. The initiative provided the essential framework and foundations for establishing Arts at CERN, the arts programme of the Laboratory. Since 2012, Arts at CERN has fostered creative dialogue between art and physics through residencies, art commissions, exhibitions and events. Artists across all creative disciplines have been invited to CERN to experience how fundamental science pursues the big questions about our universe. Even before the arts programme officially started, several highly regarded artists visited the Laboratory, drawn to physics and fundamental science. As early as 1972, James Lee Byars was the first artist to visit the Laboratory and the only one, so far, to feature on the cover of the CERN Courier. Mariko Mori, Gianni Motti, Cerith Wyn Evans, John Berger and Anselm Kiefer are among the artists who came to CERN in the years that followed. The programmes of Arts at CERN are structured according to their values and vision to create bridges between cultures. Each programme is designed and formed in collaboration with cultural institutions, other partner laboratories, countries, cities and artistic communities eager to connect with CERN's research, support their activities, and contribute to a global network of art and science. They comprise research led artistic residencies that take place on site or remotely. More than 200 artists from 80 countries have participated in the residencies to expand their creative practices at the Laboratory, benefiting from the involvement of 400 physicists, engineers and CERN staff. Between 500 and 800 applications are received every year. The programmes comprise Collide, the international residency programme organised in partnership with a city; Connect, a programme of residencies to foster experimentation in art and science at CERN and in scientific organisations worldwide in collaboration with Pro Helvetia, and Guest Artists, a short stay for artists to stay to engage with CERN's research and community.

В популярной культуре

Группа Les Horribles Cernettes была основана женщинами из CERN. Название было выбрано так, чтобы иметь те же инициалы, что и LHC. Научный журналист Кэтрин МакАльпин сняла рэп-видео под названием "Large Hadron Rap" о Большом адронном коллайдере ЦЕРН с участием некоторых сотрудников организации. Документальный фильм "Жара частиц" (2013) исследует ЦЕРН изнутри и описывает события, связанные с открытием бозона Хиггса в 2012 году. Джон Титор, самопровозглашенный путешественник во времени, утверждал, что ЦЕРН изобретет путешествия во времени в 2001 году. В визуальном романе/аниме-сериале Steins;Gate ЦЕРН изображен как SERN – теневая организация, проводящая исследования в области путешествий во времени с целью перестройки и контроля над миром. В научно-фантастическом романе Роберта Дж. Сойера "Флэшфорвард" (1999) вся человеческая раса видит себя через двадцать один год и шесть месяцев в будущем, когда Большой адронный коллайдер ЦЕРН проводит эксперимент по поиску бозона Хиггса. ЦЕРН фигурирует во множестве теорий заговора, обвиняющих организацию в участии в оккультных ритуалах и секретных экспериментах, связанных с открытием порталов в ад или другие измерения, смещением мира в альтернативную временную линию и вызыванием землетрясений. В романе Дэна Брауна "Ангелы и демоны" (2000) и одноименном фильме 2009 года из ЦЕРН похищен контейнер с антиматерией. ЦЕРН появляется в эпизоде 2009 года "Саут-Парк" (13 сезон, эпизод 6) – "Pinewood Derby". Рэнди Марш, отец одного из главных героев, проникает в "Суперколлидер адронных частиц в Швейцарии" и крадет "суперпроводящий изгибающий магнит, созданный для использования в тестах с ускорением частиц", чтобы использовать его в болиде своего сына Стэна для соревнований Pinewood Derby. В эпизоде 2010 года "Теории большого взрыва" – "The Large Hadron Collision" – Леонард и Радж отправляются в ЦЕРН на конференцию и чтобы увидеть БАК. Студенческий фильм 2012 года "Упадок", в котором основная идея заключается в том, что Большой адронный коллайдер превращает людей в зомби, был снят в тоннелях обслуживания ЦЕРН. Компактный мюонный соленоид в ЦЕРН послужил основой для обложки альбома Megadeth "Super Collider". ЦЕРН является частью предыстории многопользовательской игры с дополненной реальностью Ingress, а также фигурирует в японском аниме-сериале 2018 года "Ingress: The Animation", основанном на одноименной мобильной игре Niantic с дополненной реальностью. В 2015 году Сара Чарли, менеджер по коммуникациям LHC в ЦЕРН, вместе с аспирантами Джесси Хейлманом из Калифорнийского университета в Риверсайде и Томом Перри и Лазером Сеймуром Капланом из Университета Висконсина в Мэдисоне, создали пародийное видео на песню "Collide" американского исполнителя Хоуи Дэй. Текст был изменен, чтобы отразить точку зрения протона в Большом адронном коллайдере. После просмотра пародии Дэй перезаписал песню с новыми словами и выпустил новую версию "Collide" в феврале 2017 года с видео, снятым во время его визита в ЦЕРН. В 2015 году Рёджи Икеда создал художественную инсталляцию под названием "Суперсимметрия", основанную на его опыте работы резидентом-художником в ЦЕРНе. В сериале "Мистер Робот" представлен секретный подземный проектный аппарат, напоминающий эксперимент ATLAS. В сериале Disney+ "Параллели", вышедшем в марте 2022 года, есть лаборатория физики частиц на франко-швейцарской границе под названием "ERN". В сериале упоминаются различные ускорители и объекты ЦЕРН, включая ATLAS, CMS, антипротонный замедлитель и FCC.

The band Les Horribles Cernettes was founded by women from CERN. The name was chosen so to have the same initials as the LHC. The science journalist Katherine McAlpine made a rap video called "Large Hadron Rap" about CERN's Large Hadron Collider with some of the facility's staff. Particle Fever, a 2013 documentary, explores CERN throughout the inside and depicts the events surrounding the 2012 discovery of the Higgs Boson. John Titor, a self proclaimed time traveler, alleged that CERN would invent time travel in 2001. CERN is depicted in the visual novel/anime series Steins;Gate as SERN, a shadowy organization that has been researching time travel in order to restructure and control the world. In Robert J. Sawyer's 1999 science fiction novel Flashforward, as CERN's Large Hadron Collider accelerator is performing a run to search for the Higgs boson the entire human race sees themselves twenty one years and six months in the future. A number of conspiracy theories feature CERN, accusing the organization of partaking in occult rituals and secret experiments involving opening portals into Hell or other dimensions, shifting the world into an alternative timeline and causing earthquakes. In Dan Brown's 2000 mystery thriller novel Angels & Demons and 2009 film of the same name, a canister of antimatter is stolen from CERN. CERN is depicted in a 2009 episode of South Park (Season 13, Episode 6), "Pinewood Derby". Randy Marsh, the father of one of the main characters, breaks into the "Hadron Particle Super Collider in Switzerland" and steals a "superconducting bending magnet created for use in tests with particle acceleration" to use in his son Stan's Pinewood Derby racer. In the 2010 season 3 episode 15 of the TV situation comedy The Big Bang Theory, "The Large Hadron Collision", Leonard and Raj travel to CERN to attend a conference and see the LHC. The 2012 student film Decay, which centers on the idea of the Large Hadron Collider transforming people into zombies, was filmed on location in CERN's maintenance tunnels. The Compact Muon Solenoid at CERN was used as the basis for the Megadeth's Super Collider album cover. CERN forms part of the back story of the massively multiplayer augmented reality game Ingress, and in the 2018 Japanese anime television series Ingress: The Animation, based on Niantic's augmented reality mobile game of the same name. In 2015, Sarah Charley, US communications manager for LHC experiments at CERN with graduate students Jesse Heilman of the University of California, Riverside, and Tom Perry and Laser Seymour Kaplan of the University of Wisconsin, Madison created a parody video based on "Collide", a song by American artist Howie Day. The lyrics were changed to be from the perspective of a proton in the Large Hadron Collider. After seeing the parody, Day re recorded the song with the new lyrics, and released a new version of "Collide" in February 2017 with a video created during his visit to CERN. In 2015, Ryoji Ikeda created an art installation called "Supersymmetry" based on his experience as a resident artist at CERN. The television series Mr. Robot features a secretive, underground project apparatus that resembles the ATLAS experiment. Parallels, a Disney+ television series released in March 2022, includes a particle physics laboratory at the French Swiss border called "ERN". Various accelerators and facilities at CERN are referenced during the show, including ATLAS, CMS, the Antiproton Decelerator, and the FCC.