Organisation européenne pour la recherche nucléaire - Définition

L'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (nom officiel), aussi appelé laboratoire européen pour la physique des particules, plus connue sous l'acronyme CERN (du nom original Conseil européen pour la recherche nucléaire), est le plus grand centre de physique des particules du monde.

Il est situé sur la frontière franco-suisse, entre la ville de Meyrin (dans le canton de Genève) et de Saint-Genis-Pouilly (dans le département de l'Ain), à quelques kilomètres de la ville de Genève.

Histoire

Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, la recherche européenne en physique est quasi-inexistante, alors qu'elle était au sommet de sa gloire quelques années auparavant. C'est dans ces conditions que le français Louis de Broglie, Prix Nobel de physique en 1929 lance l'idée, lors de la Conférence Européenne de la Culture à Lausanne en 1949, de créer un laboratoire scientifique européen.

En 1952, avec le soutien de l'UNESCO qui favorise la création de laboratoires scientifiques régionaux, 11 gouvernements européens décident de créer un Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN). C'est lors d'une réunion à Amsterdam que le site où l'équipement du CERN sera placé est choisi : ce sera près du petit village de Meyrin, situé contre la frontière franco-suisse, près de Genève.

Les premiers travaux pour la construction du laboratoire et de son accélérateur commencent au mois de mai 1954.

Le 29 septembre 1954, la convention du CERN est ratifiée par 12 États européens, le CERN est officiellement créé et se nomme maintenant Organisation européenne pour la Recherche nucléaire.

En 1957, le premier accélérateur, le Synchro-Cyclotron (SC) à protons, est mis en service.

Le 5 février 1960, le premier gros accélérateur, un synchrotron à protons (PS), du CERN est inauguré par le physicien danois Niels Bohr.

En 1965, le gouvernement français accorde le droit au CERN d'agrandir son domaine sur le sol français. La même année, la construction des anneaux de stockage à intersections (ISR) est approuvée, leur mise en service est prévue pour 1971.

En 1967, un accord est passé avec la France et l'Allemagne pour la construction d'une chambre à bulles à hydrogène.

En 1971, un second laboratoire est construit pour y placer le Super Synchrotron à Protons (SPS) de 7 kilomètres de circonférence. En 1976, les deux laboratoires seront réunis.

En 1981, il est décidé de construire le Grand Collisionneur Electrons-Positons (LEP), dans un tunnel d'une circonférence de 27 kilomètres. Il sera le plus grand du monde.

En 1983, la théorie électrofaible est presque entièrement confirmée, les forces faible et électromagnétique sont presque unifiées. C'est également cette année, le 13 septembre, que les premiers travaux du LEP commencent.

En octobre 1984, Carlo Rubbia et Simon van der Meer reçoivent le Prix Nobel de physique pour leur découverte concernant la force électrofaible.

Le LEP est inauguré le 13 novembre 1989. Très rapidement, les prédictions surprenantes de la théorie sur la force électrofaible sont confirmées : existence de particules de masses 85 et 97 fois celle du proton.

En 1989-1990, Tim Berners-Lee, rejoint par Robert Cailliau, conçoivent et développent un système d'information hypertexte, le World Wide Web.

En 1992, Georges Charpak reçoit le Prix Nobel de physique pour des travaux réalisés au CERN en 1968 (mise au point de la chambre proportionnelle multifils).

En 1994, la construction du Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) est approuvée.

En 1995, le Japon devient un État observateur suite à ses contributions financières au LHC. Il est suivi en 1997 par les États-Unis.

En mai 2001, le début du démontage du LEP commence, afin de laisser son tunnel libre pour le LHC.

Installations

Le CERN n'utilise pas seulement un accélérateur de particules pour étudier la structure de la matière, mais toute une chaîne d'accélérateurs ^[1]. Les particules qui les traversent successivement sont progressivement accélérées, pour ainsi donner aux particules une énergie de plus en plus importante. Ce complexe comprend actuellement plusieurs accélérateurs linéaires et circulaires.

La plus puissante installation du CERN est le Large Hadron Collider (LHC), qui devrait être mis en service en novembre 2007, avec des premières collisions vers le milieu de l'année 2008. Le LHC se trouve tout au bout de la chaîne d'accélérateurs. Dans ce cas, le faisceau doit partir de l'accélérateur linéaire de protons Linac-2 ^[2] qui a été mis en service en 1978. Étant le premier maillon de la chaîne, c'est l'installation la plus sollicitée du CERN ; son taux de disponibilité est de 98% à 99% et son retrait est prévu vers 2013^[3]. À la sortie du Linac-2, les protons passent successivement par l'injecteur du synchrotron à protons (PS), le PS lui même, le Super Proton Synchrotron (SPS) et enfin le LHC.

Chaque installation du CERN dispose de un ou plusieurs halls d'expérimentation, disponibles pour les expériences. C'est ainsi que les protons du Linac-2 et du SPS peuvent être dirigés soit vers l'accélérateur suivant dans la chaîne ou alors vers des cibles où les résultats sont analysés.

Accélérateurs démantelés

Depuis son inauguration, le CERN a utilisé plusieurs accélérateurs, qui pour certains ont été démantelés pour en accueillir d'autres plus efficaces ou mieux adaptés aux recherches en cours. Ces accélérateurs sont :

• Linac1, le premier accélérateur linéaire du CERN, mis en service en 1959 et remplacé par le Linac3 en 1993
• le Synchro-Cyclotron (SC) de 600 MeV, qui a été en service de 1957 à 1991
• les Intersecting Storage Rings (ISR), construits de 1966 à 1971 et en service jusqu'en 1984
• le Large Electron Positron (LEP), en service de 1989 à 2000 pour être remplacé par le LHC. Le LEP était à son époque le plus grand accélérateur du CERN, et faisait entrer en collision des électrons et des positons.
• le Low Energy Antiproton Ring (LEAR), mis en service en 1982, qui a permis d'assembler les premiers atomes d'antimatière en 1995. Il a été démantelé en 1996, pour accueillir à sa place l'Antiproton Decelerator (AD).

Informatique au CERN

Le CERN a une place importante dans le développement de certaines technologies informatiques. La plus connue est certainement le World Wide Web, qui est issue du projet ENQUIRE du début des années 1980, développé par Tim Berners-Lee et Robert Cailliau. Ce n'est qu'en 1989 que le projet du World Wide Web voit le jour, toujours développé par ces deux personnes et aidées par plusieurs autres. L'objectif du World Wide Web était de faciliter l'échange d'informations entre les chercheurs des équipes internationales menant leurs expériences au CERN. Le premier site web est mis en service en 1991, et le 30 avril 1993, le CERN annonce que le World Wide Web pourra être utilisé par tout le monde sans restriction.

Le CERN a également participé à l'introduction des technologies liées à Internet en Europe, avec la mise en service de deux routeurs Cisco au CERN en 1987, qui sont vraisemblablement les premiers à être introduits sur le continent européen.

Plus récemment, le CERN développe également les technologies liées aux grilles de calcul, pour permettre de traiter la quantité importante d'informations produites par les différentes expériences de physique réalisées, tout en limitant l'investissement en calculateurs. Le projet le plus avancé actuellement est celui qui devrait permettre de traiter les données générées par les expériences du LHC, Enabling Grids for E-sciencE (EGEE) ^[4]. Cette grille, à l'échelle mondiale, utilise plus de 20 000 processeurs appartenant à 90 organisations de 32 pays. Depuis 2003, une collaboration avec des entreprises privées du secteur de l'informatique, comme Hewlett-Packard, Intel ou encore Oracle a également été mis en place à travers le projet openlab ^[5].

Organisation

Les grandes lignes de l'organisation, que ce soit au niveau scientifique, technique ou encore administratif sont définis par le Conseil du CERN. Les pays membres sont représentés au Conseil par deux personnes, l'une représentant le gouvernement et l'autre la communauté scientifique de son pays. Chaque pays membre a une seule voix et les décisions se prennent à la majorité simple.

Directeur général

Le Directeur général, par tradition un scientifique, est nommé par le Conseil pour une durée de cinq ans et entre en fonction le 1^er janvier. Voici la liste des directeurs généraux depuis la création du CERN ^[6] :

• Edoardo Amaldi, secrétaire général de l'organisation précédant le CERN sous sa forme actuelle de septembre 1952 à septembre 1954
• Felix Bloch, d'octobre 1954 à août 1955
• Cornelis Bakker, de septembre 1955 jusqu'à son décès dans un accident d'avion en avril 1960
• John Bertram Adams, directeur par intérim de mai 1960 à juillet 1961
• Victor Frederik Weisskopf, de août 1961 à décembre 1965
• Bernard Paul Gregory, de janvier 1966 à décembre 1970
• Willibald Jentschke, directeur du Laboratoire I de Meyrin de janvier 1971 à décembre 1975
• John Bertram Adams, directeur du Laboratoire II de Prévessin de janvier 1971 à décembre 1975
• John Bertram Adams, directeur général exécutif de janvier 1976 à décembre 1980
• Léon Charles Van Hove, directeur général de la recherche de janvier 1976 à décembre 1980
• Herwig Schopper, de janvier 1981 à décembre 1988
• Carlo Rubbia, de janvier 1989 à décembre 1993
• Christopher Llewellyn Smith, de janvier 1994 à décembre 1998
• Luciano Maiani, de janvier 1999 à décembre 2003
• Robert Aymar, depuis 2004

Personnel

Le CERN emploie un peu moins de 3 000 personnes à plein temps. C'est le plus grand centre de recherches en physique des hautes énergies du monde. En outre, il accueille environ 6 500 scientifiques (représentant 500 universités et plus de 80 nations, soit près de la moitié de la communauté mondiale dans ce domaine) qui se succèdent pour effectuer leurs expériences au CERN.

États membres

Il y a actuellement (janvier 2007) 20 États membres^[7]. En tant que contributeurs au budget de l'organisation, ils disposent d'un siège, et d'une voix, au Conseil qui définit tous les grands programmes.

Les États fondateurs sont :

Allemagne  Belgique  Danemark  France

Grèce  Italie  Norvège  Royaume-Uni

Suède  Suisse  Pays-Bas  Yougoslavie [8]

Ils sont rejoints par :

Autriche (1959)  Espagne (1961) [9]  Portugal (1985)  Finlande (1991)  Pologne (1991)

Hongrie (1992)  République tchèque (1993)  Slovaquie (1993)  Bulgarie (1999)

États et organisations observateurs

Il existe également le statut d'observateur, qui permet à son détenteur d'assister aux réunions du Conseil et de disposer de toutes les documentations de ces dernières, sans toutefois y avoir droit de vote. Ces pays et organisations participent aux coûts de fonctionnement des expériences auxquelles ils participent.

Les États et organisations observateurs sont :

Commission européenne  Inde  Israël  Japon

Russie  Turquie UNESCO  États-Unis

États participants à des programmes du CERN

Bien que n'étant ni membres ni observateurs, de nombreux États participent à des programmes de recherche de l'organisation. Parmi eux, ont peut citer :

Afrique du Sud  Algérie  Argentine  Arménie  Australie  Azerbaïdjan  Biélorussie

Brésil  Canada  Chine  Croatie  Chypre  Corée du Sud  Estonie

Géorgie  Islande  Inde  Iran  Irlande  Mexique  Maroc

Pakistan  Pérou Roumanie  Serbie  Slovénie  Taïwan  Ukraine

Notes et références