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주요정보

• About CERN

  

  유럽 입자 물리학 연구소(-粒子物理學硏究所, 프랑스어: Organisation Europ？enne pour la Recherche Nucl？aire, CERN)은 스위스 제네바와 프랑스 사이의 국경지대에 위치한 세계 최대의 입자 물리학 연구소이다. 원래 명칭은 유럽 원자핵 공동 연구소(Conseil Europ？en pour la Recherche Nucl？aire)였고, 이를 따라서 CERN(IPA 발음: 프랑스어 [sε？n], 영어 [s？n])으로 불린다.

  CERN은 설립 초기부터 입자 가속기등을 이용해, 고 에너지 물리학 연구에 많은 기여를 하였으며, 또한 물리학자들의 문헌 검색 및 제휴를 위하여 고안된 HTML과 월드 와이드 웹의 발상지로도 유명하다.

  CERN은 프랑스의 물리학자 루이 드 브로이 공작의 의견으로부터 시작되었는데 1949년 12월 프랑스 원자력 고등 위원회의 자문의원이었던 드 브로이는 스위스 로잔에서 열린 컨퍼런스에서 "여러 참가국 개개의 상황으로는 감당하기 어려운 과학 연구를 수행할 수 있는 실험실 또는 연구소가 생기면, 국가적인 시설 이상의 자원에 힘입어 규모와 비용 면에서 개별 국가의 범위를 넘어서는 과업을 수행할 수 있습니다"라고 주장했다. 결국 1951년 12월 파리에서 열린 유네스코 회의에서 연구소를 설립하는 평의회 설립에 대한 결의안이 채택되었고, 두 달 후 11개 국이 Conseil Europ？en pour la Recherche Nucl？aire(핵 연구를 위한 유럽 평의회)의 설립 동의안에 서명해 평의회와 CERN이란 이름이 탄생하게 되었다.

  1953년 7월에 생긴 CERN 협의회에서 12개 창립국의 승인을 받게 되고, 1954년 9월 29일 마침내 연구소는 Organisation Europ？enne pour la Recherche Nucl？aire(유럽 핵 연구 조직)라는 이름으로 공식 출범하고, 평의회는 해산되었고, CERN이란 이름은 계속 남아서 연구소의 이름이 된다. 한편 연구소의 부지는 1952년 10월 평의회에서 스위스의 제네바로 결정되었고, 1953년 6월 제네바 캉통의 투표에서 최종적으로 비준되었다. 1954년 5월 17일 연구소의 공사가 착공되었다.

  CERN의 발전 과정은, 입자가속기의 설치 그리고 과학적 업적과도 연관되어 있다. CERN의 최초의 가속기는 1957년 건설된 싱크로사이클로트론(Synchrocyclotron, SC)이다. 1964년에는 양성자 싱크로트론(Proton Synchrotron, PS)이 건설되었으며, 1970년대에는 새로운 가속기인 초 양성자 싱크로트론(Super Proton Synchrotron, SPS)가 건설되었다. 1971년에는 둘레 6.9km인 CERN 최초의 충돌기인 교차 저장 링(Intersecting Storage Ring, ISR)이 건설되었고, 1989년 7월 14일에는 대형 전자 양전자 충돌기(Large Electron Positron collider, LEP)가 처음 가동되었다. 2008년에는 세계에서 가장 크고, 가장 높은 에너지 입자 충돌기인 강입자충돌기(Large Hadron Collider, LHC)가 건설되었다.

  CERN은 프랑스의 물리학자 루이 드 브로이 공작의 의견으로부터 시작되었는데 1949년 12월 프랑스 원자력 고등 위원회의 자문의원이었던 드 브로이는 스위스 로잔에서 열린 컨퍼런스에서 "여러 참가국 개개의 상황으로는 감당하기 어려운 과학 연구를 수행할 수 있는 실험실 또는 연구소가 생기면, 국가적인 시설 이상의 자원에 힘입어 규모와 비용 면에서 개별 국가의 범위를 넘어서는 과업을 수행할 수 있습니다"라고 주장했다.

  결국 1951년 12월 파리에서 열린 유네스코 회의에서 연구소를 설립하는 평의회 설립에 대한 결의안이 채택되었고, 두 달 후 11개 국이 Conseil Europ？en pour la Recherche Nucl？aire(핵 연구를 위한 유럽 평의회)의 설립 동의안에 서명해 평의회와 CERN이란 이름이 탄생했다. 이후 1953년 7월에 생긴 CERN 협의회에서 12개 창립국의 승인을 받게 되고, 1954년 9월 29일 마침내 연구소는 Organisation Europ？enne pour la Recherche Nucl？aire(유럽 핵 연구 조직)라는 이름으로 공식 출범하고, 평의회는 해산되었고, CERN이란 이름은 계속 남아서 연구소의 이름이 된다.

  CERN의 연표

  • 현재~2000
    • 2010LHC 7TeV 충돌 실험 성공
    • 2008LHC 첫 번째 빔
    • 2006CERN 새 가속기 컨트롤 센터 가동
    • 2000LEP 종료
  • 1999~1980
    • 1999LEP 최고 에너지 도달 (202GeV)
    • 1997LEP 2 가동
    • 1995LEAR에서 반수소를 만드는 데 성공
    • 1990웹 (WWW) 시작
    • 1989LEP 가동
    • 1986SPS에서 중이온 충돌 실험 시작
    • 1983W와 Z보존의 발견, LEP 착공
    • 1981SppS 가동 LEP 승인
  • 1979~1949
    • 1976SPS 가동, 루비아의 양성자-반양성자 충돌기 제안
    • 1973가가멜 중성류 발견
    • 1971ISR 가동 SPS 착공
    • 1970가가멜 설치
    • 1968샤르파크, 다중성 비례 검출기 발명
    • 1965프랑스 국경을 넘어 확장 건설
    • 1959PS 가동
    • 1957CERN 최초의 가속기 SC 가동
    • 1949CERN 설립을 최초로 제안

  CERN은 유럽 20개의 회원국에 의해 운영되고 있으며, 비 유럽 국가들도 여러 방식으로 참여하고 있다. 회원국은 자본금과 CERN 프로그램의 운영비를 분담하고, 평의회에 참석할 권리를 가진다. 회원국이 될 수 없거나, 자격이 없는 국가 또는 국제 기구들은 참관국이 될 수 있다. 참관국은 평의회에 참관하고 문서를 열람할 수 있지만, 결정 과정에는 참여할 수 없다.

  CERN에는 약 2,500명이 상시적으로 일하고/ 있다. 또한 세계 85개국의 580여 대학과 연구소에서 약 8,000명의 과학자들이 연구를 하러 CERN을 방문하고, 이용하고 있다. 싱크로사이클로트론(SC)과 교차 저장 링(ISR)은 현재 가동 중지되어 사용되지 않고 있지만, LHC를 비롯한 나머지 가속기와 충돌기는 여전히 CERN의 입자 물리학 및 핵 물리학 연구에 이용되고 있다.

  '고 에너지 물리학' 연구분야에서는 CERN의 설립 목적에 걸맞게 입자 물리학에서 물리학자 집단을 선도하며 최고의 성과를 이루었고, 많은 중요한 실험들이 CERN에서 이루어졌다.

  • 1973가가멜 상자 실험을 통한 중성류 발견
  • 1983UA1, UA2실험을 통한 W와 Z보존의 발견
  • 1989LEP를 이용한 Z 보존 실험에서 경 뉴트리노군의 수량 결정
  • 1995PS210 실험에서의 반물질일종인 반수소입자 최초 생성
  • 1999NA48실험에서의 직접적인 CP 위반 현상 관찰
  • 2010반 수소입자(antihydrogen) 38개의 분리
  • 2011반 수소입자를 15분간 유지시키는데 성공

  CERN의 카를로 루비아와 시몬 반 데르 메르는 1984년 W와 Z보존 발견에 기여한 업적으로 1984년 노벨 물리학상을 수여받았고, 조르주 샤르파크는 다중 선 비례 검출기를 발명해 입자 검출기의 발전에 기여한 업적으로 1992년 노벨 물리학상을 수여받았다.

  CERN은 물리학 이외의 분야에서도 큰 업적을 남겼는데, 월드 와이드 웹(WWW)의 발명이 바로 그것이다. CERN의 여러 컴퓨터에서 얻은 방대한 데이터를 효율적으로 관리하고 주고받는 시스템을 개발하기 위한 프로젝트였던 웹은 1989년 팀 버너스 리가 기획하였다. 그의 계획은 1980년 그가 CERN에서 일하기 시작하면서부터 계획했던 프로그램이었으며, 인콰이어(ENQUIRE)라는 프로그램을 만들기도 했다. 그는 자신의 생각을 구체화해 하이퍼텍스트를 이용한 인터넷을 도입하려 했지만, 그의 기획은 채택되지 않았다. 리는 다음 해 1990년 벨기에의 컴퓨터 공학자 로버트 카죠의 도움을 받아 프로젝트를 다시 발전시켰다. 그는 NeXT사의 컴퓨터에서 직접 웹 코드를 작성하였고, 그 해 12월에는 첫 번째 웹 사이트가 탄생하였다. 1994년 4월 30일 그는 웹을 전 세계 어느 사람이나 아무런 제약을 받지 않고 쓸 수 있도록 하게 하는 허가를 CERN으로부터 받아내었다.

  CERN은 후에 LHC 프로젝트의 시작과 함께 웹에 대해서 공식적으로 손을 떼었다. 최근에는 네트워크상에 있는 수많은 컴퓨터들의 자원을 동시에 이용하여 단일 문제를 풀기 위한 기술인 그리드 컴퓨팅의 중심지로서 역할을 하고 있다. CERN은 그리드 컴퓨팅 기술을 이용한 EGEE(Enabling Grids for E-sciencE) 프로젝트에도 큰 영향을 미쳤으며, LHC에서부터 얻은 엄청난 양의 테이터를 처리하기 위해 사용되는 LHC Computing Grid와 스위스의 두 개의 IXP(Internet Exchange Points) 중 하나인 CIXP(CERN Internet Exchange Point)에도 연관되어 있다.

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• Topics

  • Antimatter
  • The Higgs Boson
  • The Large Hadron Collider
  • The birth of the Web

• Nobel prizes

  1984년 카를로 루비아(Carlo Rubbia) 와 시몬 반 데르 메르(Simon Van der Meer) 는 "약력을 매개하는 W입자와 Z입자를 발견한 대형 프로젝트에 결정적인 기여"를 하여 노벨 물리학상을 받음으로써 '거대' 과학 분야에 유럽인의 명성을 떨치겠다는 유럽원자핵공동연구소 (CERN) 설립자의 목표 중 하나를 달성했다. 이는 기존의 슈퍼 양성자 가속기(SPS) 안에서 양성자와 반양성자가 충돌하도록 수행된 방대한 프로젝트로 이 실험을 통해 표준 모형의 전기 약력 이론인 약력과 전자력의 결합을 확인했다.

  1959년부터 CERN 물리학자로 일해오던 조르주 샤르파크(Georges Charpak)는 10년이 채 되기도 전인 1992년 "물질의 가장 안쪽을 알아보는 획기적인 기술인 입자 검출기, 특히 다선식 비례 검출 장치의 발명 및 개발"로 노벨상을 받았다. 샤르파크가 1968년 개발한 다선식 비례 검출 장치와 뒤이은 개발로 완전한 전자 입자 검출이 가능해졌다. 또한, 샤르파크의 검출기는 생물학적 연구에도 사용되었으며, 결국 응용 방사성 생물학 분야의 사진 기록을 대체해 사용되었다. 방사선이나 입자 빔에 따라 기록 속도가 증가하면 의학 진단 도구의 스캔 속도가 빨라지고 전신 선량이 낮아진다. 이로 인해 노벨상을 수상하였음은 물론 노벨상 수상자들이 이 연구실의 연구 프로젝트에 참여하고 싶어하게 되었다. 실제로, 최초의 사무총장 펠릭스 블로흐(Felix Bloch)는 에드워드 밀스 퍼셀과 함께 "핵자기 정밀 측정 및 발견과 관련한 새로운 방법을 고안하여" 1952년 노벨상을 수상했다.

  1976년 "새로운 종류의 중소립자 발견의 선구자적 업적에 대해" 대형 전자-양전자 충돌 장치(LEP) 실험 L3 대변인 사무엘 차오 정 팅(Samuel Chao Chung Ting)은 버튼 리히터(Burton Richter)와 함께 노벨 물리학상을 받았다. 1974년 발견된 J/ψ (제이/프사이 중간자)라고 불리는 이 입자는 매력적인 쿼크-반쿼크 합성물이다.

  1960년대 후반부터 CERN에서 근무한 물리학자이자 1988년 당시 LEP ALEPH 실험실 수석이었던 잭 스타인버거(Jack Steinberger)는 "뮤입자 중성자의 개발을 통한 경입자의 이중 구조의 증명과 중성 미립자 빔 방법에 대해" 레온 M. 레더맨(Leon M. Lederman)과 멜빈 슈워츠 (Mel Schwartz)와 함께 노벨 물리학상을 수상했다. 이는 1962년 미국 국립 브룩헤이븐 연구소(미국 원자핵 물리학 연구소)에서 발견되어 한 종류 이상의 중성 미립자가 있음을 증명했다.

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