欧洲核子研究组织

欧洲核子研究组织（法语：Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire；英语：European Organization for Nuclear Research，1954年9月29日－），通常被简称为CERN，是世界上最大型的粒子物理学实验室，也是万维网的发源地。整个机构位于瑞士日内瓦西部接壤法国的边境。它成立于1954年9月29日，为科学家提供必要的工具。他们在那里研究物质如何构成和物质之间的力量。最初，欧洲核子研究组织的签字发起人只有12位，会员增加到21名成员国。以色列是第一个也是唯一一个非欧洲成员国。

2024年12月1日，据俄媒“今日俄罗斯”报道，欧洲核子研究中心（CERN）当天证实，该机构已正式停止与俄罗斯科学家合作，结束了与莫斯科长达60年的合作关系。CERN与俄罗斯的合作协议在11月30日到期，该机构决定不再延长合作。

基本介绍

欧洲核子研究组织的总部，位于瑞士日内瓦近郊的梅汉（Meyrin）地区。它的主要功能，是为高能物理学研究的需要，提供粒子加速器和其它基础设施，以进行许多国际合作的实验。同时也设立了资料处理能力很强的大型电脑中心，协助实验数据的分析，供其他地方的研究员使用，形成了一个庞大的网路中枢。

欧洲核子研究组织已经聘用大约三千名的全职员工。并有来自80个国籍的大约6500位科学家和工程师，代表500余所大学机构，在CERN进行试验。这大约占了世界上的粒子物理学圈子的一半。

粒子物理学博物馆欢迎公众会员在办公时间参观，在某些时段可以参观他们实际的工作，并有多种语言的翻译。

2024年11月底，欧洲核子研究中心将停止与大约500名与俄罗斯有关联的科学家合作。

缩略词

缩略词CERN在法语里原本代表欧洲核子研究理事会（Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire），是一个1952年由11个欧洲政府建立的，临时为实验室设定的理事会。在临时理事会被解散後，新的实验室在1954年被改名为欧洲核子研究组织（Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire），这个缩略词仍然被保留著。根据前任CERN的董事－科瓦尔斯基（Lew Kowarski），如果以新名字所定的缩略词OERN会显得十分突兀。而沃纳·海森堡认为“虽然名字是这样，但缩略词仍然可以是CERN。”

科学成就

欧洲核子研究组织所举行的实验在粒子物理学中的重要成就。这是其中几项：

●在1973年，Gargamelle气泡室发现了中性流。

●在1983年，UA1和UA2发现了W及Z玻色子。

●意大利鲁比亚（Carlo Rubbia）和荷兰范德米尔（Simon van der Meer）获得1984年的诺贝尔物理学奖。

●夏帕克（Georges Charpak）获得1992年的诺贝尔物理学奖。

●2011年9月23日，参与实验的瑞士伯尔尼大学的物理学家伊雷蒂塔托等人声称：一种称为中微子的亚原子移动的速度比光速快了60纳秒，若该研究成果获得科学界的确定，将改写爱因斯坦在1905年发表的狭义相对论中提出的“光速为宇宙中最快速度”的理论，但在CERN于2012年2月23日所发布的报告中指出这一结果有误差，而误差源于为GPS同步提供时间戳的振荡器步进过快和用于将GPS信号输出到原子钟的光缆没有正确连接；后来在研究团队内的不信任投票通过（团队内有超过30个重要成员投了不信任票）后伊雷蒂塔托等人也为此引咎辞职。

●2012年7月4日，欧洲核子研究组织（CERN）宣布，大型强子对撞机（LHC）的紧凑渺子线圈（CMS）探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子（超过背景期望值4.9个标准差），超环面仪器（ATLAS）测量到质量为126.5GeV的新玻色子（5个标准差）。2013年3月14日，其发布新闻稿表示，于12年7月4日探测到的新粒子是希格斯玻色子。

2020年2月19日，欧洲核子研究中心发布公报称，该中心的研究团队首次成功对反氢原子能量结构中的某些量子效应展开测量，测量结果与“正常”氢效应的理论预测相符，为今后更精确地测量这类量子效应和其他基本量铺平了道路。

2022年11月，欧洲核子研究中心在大型强子对撞机（LHC）上开展的测试中，铅原子核被加速并发生了核子—核子碰撞，对撞能量创下5.36太电子伏特纪录。

2023年4月1日，据欧洲核子研究中心官网报道，该机构反物质工厂的科研团队结合铯和反铯原子振荡并取平均值，对秒进行了迄今最精确的测量并定义为——铯13原子振荡8846157280次为1秒，按照新定义，一天将达24小时56分24秒。

2023年7月22日，欧洲核子研究中心（CERN）超环面仪器实验（ATLAS）合作组报告了迄今最精确希格斯玻色子质量：125.11吉电子伏特。

2024年3月25日，欧洲核子研究中心（CERN）官网报道，该机构大型强子对撞机（LHC）上的紧凑缪子线圈（CMS）国际合作组宣布，他们利用CMS轨迹探测器出色的追踪能力，首次观察到质子对撞中两个光子“变身”为两个陶子（τ）。

其他成就

它还是世界上第一个网站，第一个网络服务器，第一个浏览器的诞生地。

现时设施

欧洲核子研究组织有一个由六个加速器和一个减速器所组成的网路正在运作。每一台机器在粒子束进行实验或被送往更强的加速器前都为粒子提高能量。正在运作的机器如下：

●两个直线加速器，提供低能量的粒子，来注入质子同步加速器。一个为了质子，另外一个是为了重离子。他们被称为Linac2和Linac3。

●质子同步加速器

●28 GeV质子同步加速器，建于1959年，为其他更强的超级质子同步加速器（SPS）提供粒子束。

●超级质子同步加速器，直径两公里的环形加速器，于1976年开始运作，能量输出由300 GeV至450 GeV不等。它常被用来作质子－反质子对撞器，并为高能量电子及正电子加速。这些粒子最终被注入大型电子－正电子对撞器（LEP）。2007年或以後，它将为大型强子对撞器（LHC）注入中子及重离子。

●上线同位素质量分离器（ISOLDE），用来研究不稳定的核子。粒子是由质子同步加速器所提供。它建于1967年，在1974年及1992年升级。

●反质子减速器，研究反质子在低速（约十分之一光速）时的物理特性。同时与正子合成反氢来进行反物质特性的研究。

加速器

大型强子对撞器（LHC）将会在2008年5月投入运作。它被隐藏于直径27公里的环形隧道中。隧道的前度主人就是大型电子－正电子对撞器（LEP），它已经在2000年11月停机。

这条隧道位于地下100米，在日内瓦机场和附近的朱拉山之间。五个实验对撞机（分别是紧凑渺子线圈－CMS,大型强子对撞器超环面仪器－ATLAS,LHCb,TOTEM and ALICE）正在建造当中，预计于2007年开始运作。这五个对撞侦测器分别在加速器上不同的地点和运用不同的技术来进行研究以及相互验证的工作。建设这些实验设施需要非凡工程计划。例如：为降下CMS实验侦测器的组件到地下洞穴中，一台特别的起重机将必须从比利时租来使用。这台机器能够举起几乎2000吨组件。因为建筑上的需要，大约5000块磁铁在2005年3月7日格林维志时间13:00被下放在一个特别的轴上。

这个加速器将产生大量的电脑资料，将是远远超过单一研究机构所能够负担的。因此CERN将以串流方式发送到世界上的各个合作实验室作分散处理。在2005年4月，研究人员成功地试验以每秒600MB的传输速度发送到世界七个不同地点。然而科学家必须在2007年开始分析大型强子对撞器的所有资料之前，达成三倍于此的传输速度要求。

已拆除的加速器

● Linac1

● 600 MeV同步回旋加速器（1957-1991）

● 交叉碰撞储存环（ISR）（1971-1984）

● 大型电子－正电子对撞器（LEP）（1989-2000）

● 低能反质子环（LEAR）（1982-1996）

实验地点

小型的加速器坐落于梅汉实验地点（又名西区），沿著法国边境的瑞士境内。到了1965年，已经扩展到边境的另一边。在与瑞士接壤的法国地方，是没有清晰的界限，只有一些标志石头。那里有六个入口通往梅汉实验地点：

A，瑞士境内，在上下班时段对所有CERN人员开放

B，瑞士境内，每天都对所有CERN人员开放

C，瑞士境内，在上下班时段对所有CERN人员开放

D，瑞士境内，在上下班时段只作货运用途

E，法国境内，在上下班时段对所有居留法国的CERN人员开放，由海关管理

法国的隧道入口。只是对进出法国的器材运输开放，并需要领有通行证。在组织的条约下，这些货运是免税的。通道是由海关管理。

超级质子同步加速器及大型强子对撞器的隧道几乎完全位于主实验地点之外的地下，差不多完全埋没于在法国农田之下并不留痕迹。然而他们在某些地点地面站，或与实验有关的大楼，保持对撞器运作的设施，譬如低温冷却工厂和通道井。实验室则位于这些站点下面，与隧道的深度一样。

虽然某些低温冷却设施及进出区域在瑞士，但当中三个实验地区在法国境内，而ATLAS则在瑞士。最大的实验地区就是北区－法国安省Gex区的Prévessin，是超级质子同步加速器的非对撞器实验的目标站。其他实验地区则是为了UA1、UA2、大型强子对撞器的实验。

除了这些实验地点，还有其他实验地点拥有正式名称或编号。例如：NA32是在北区Prévessin的实验地点，寻找含有粲夸克的粒子。WA22是在西区梅汉的实验地点，利用大型欧洲气泡室BEBC检验微中子的互作用。UA1、UA2则代表地下区域的实验，那就是在超级质子同步加速器中进行。

电脑科学

万维网（www）是欧洲核子研究组织的询问计划（ENQUIRE）的产物，是由蒂姆·伯纳斯-李在1989年发起的。根据超文本的概念，计划目的是为了研究人员更好地分享资讯。第一个网站建于1991年。1993年4月30日，欧洲核子研究组织宣布开放万维网给所有人使用。由蒂姆·伯纳斯-李所制作的第一个网页仍然被保存起来。

近期，欧洲核子研究组织成立了网格计算的发展中心，主持欧洲科学网格计划（EGEE）、大型强子对撞器网格计算计划和CERN网际网路交换点（CⅨP）－两个瑞士网际网路交换点的其中一个。

成员

欧洲核子研究组织的始创成员国：

比利时，丹麦，德国（包括前西德），法国，希腊，意大利，挪威，瑞典，瑞士，荷兰，英国，南斯拉夫。

后来，

奥地利在1959年加入。

南斯拉夫在1961年离开。

西班牙在1961年加入，在1969年离开，在1983年重新加入。

葡萄牙在1985年加入。

芬兰和波兰1991年加入。

匈牙利在1992年加入。

捷克斯洛伐克在1992年加入（解体后捷克和斯洛伐克分别在1993年重新加入）。

保加利亚在1999年加入。

以色列在2014年加入。

罗马尼亚在2016年加入。

塞尔维亚在2019年加入。

对外开放的设施

1.科学创新球形礼堂

2.粒子物理学博物馆，展览粒子物理学及欧洲核子研究组织的历史

科研成果

2022年7月5日，欧洲核子研究中心宣布，该机构的大型强子对撞机（LHC）上的底夸克探测器（LHCb）合作组发现了新的奇特粒子结构，包括一种首次发现的五夸克态粒子和有史以来观察到的第一对四夸克态粒子。据欧洲核子研究中心发布的公报介绍，夸克是一种基本粒子，是构成物质的基本单元。已知夸克有6种，分别称为上、下、奇、粲、顶和底夸克。

2023年3月，CERN所属的“前向搜索实验”（FASER）首次探测到LHC产生的中微子，有望加深科学家对中微子的理解，揭示行进较长距离与地球发生碰撞的宇宙中微子。5月，欧洲核子研究中心（CERN）的超环面仪器实验（ATLAS）和紧凑缪子线圈实验（CMS）实验团队携手发布报告称，他们找到了希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的首个证据，这种衰变有望提供间接证据，证明存在超出粒子物理学标准模型预测的新粒子。7月，科学家利用LHC发现了一种被称为“奇异的五夸克”的新粒子，有助于研究更复杂的衰变，揭示夸克在粒子内部的结合情况。同月，ATLAS合作组报告了迄今最精确希格斯玻色子质量：125.11吉电子伏特，新结果达到了前所未有的0.09%的精度；ATLAS合作组还使用弱力的电中性载体——Z玻色子，以创纪录的精度（不确定度低于1%）确定了强力的强度。9月，CERN报告了对反氢原子自由下落的首个直接观测结果，有助于解决宇宙形成初期反物质比重之谜。

2024年12月消息，欧洲核子研究中心官网报道，该机构大型离子对撞机实验（ALICE）合作组科学家宣布，在大型强子对撞机（LHC）上探测到了超氦-4的反物质反超氦-4的首个证据。这也是LHC迄今探测到的最重反物质超核的首个证据。该成果为科学家进一步揭示宇宙中正反物质不对称之谜提供了新线索。

发展历史

欧洲核子研究中心（CERN）于2024年12月1日终止与俄罗斯的合作协议，并禁止所有与俄罗斯有关的科学家进入其场所。据报道，这些科学家还将被剥夺他们目前持有的任何法国或瑞士居留许可，这将导致数百名在CERN物理实验室工作的俄罗斯科学家被迫在今年晚些时候离开瑞士。

2024年12月1日，据俄媒“今日俄罗斯”报道，欧洲核子研究中心（CERN）当天证实，该机构已正式停止与俄罗斯科学家合作，结束了与莫斯科长达60年的合作关系。CERN与俄罗斯的合作协议在11月30日到期，该机构决定不再延长合作。