CERN-fördraget undertecknades i Paris i slutet av juni 1953 av 12 medlemsländer för Sverige: Ivar Waller och Torsten Gustafson.
1998: 19 medlemsländer. Antalet användare på CERN växte mycket kraftigt under 1980-talet när detektorerna för Large Electron Positron kollideraren konstruerades (datatagningen vid LEP startade 1989). Samtidigt minskade personalen anställd av CERN.
Hur går detta ihop?
Det svenska medlemsbidraget har sjunkit från 4.5% av CERNs budget 1978 till 2.6% av budgeten 1998. I 1998 års priser så har det svenska bidraget sjunkit från 40 MSFR 1978 till 23 MSFR 1998. Detta beror till en del på att antalet medlemsländer har ökat, till en del på utvecklingen av BNP i de olika medlemsländerna.
De flesta användarna tillbringar ca 20% av sin tid på CERN (toppen vid 50% är tekniskt betingad, ger fördelar om man vill ha bostad och bil i Geneve). 1987 markerar en brytpunkt i forskarutbytet med USA. Därefter har det varit fler amerikaner i Europa (CERN) än tvärtom.
Den tillgängliga tiden för presentationen tillåter bara en summarisk redogörelse för CERN-verksamheten, med huvudvikten på de svenska intressena:
Statistiken för svenska CERN -användare omfattar endast dem som tillbringar mer än 10% av sin tid på CERN. 1997 fann jag 90 sådana användare från Sverige. I statistiken saknas i stor utsträckning ISOLDE-fysiker och teoretisker som i praktiken är fullt engagerade i olika CERN-samarbeten .Uppskattningsvis är ca 140 fysiker beroende av CERN i sin forskning. Samtliga svenska forskningsledare (professorer, särskilda forskare) har en CERN-bakgrund, typiskt ca 6 års utstationering och erfarenhet av projektledning vid CERN.
Studierna hjälper till att förklara hur det i Universum bildas tyngre kärnor t.ex. i supernovaexplosioner och i vanliga stjärnor. Många delexperiment berör protonrika och neutronrika kärnor. Med laserteknik kan man selektivt producera kortlivade radioaktiva isotoper. Man producerar också isotoper som är lämpliga att utnyttjas i Positron Emission Tomography (PET) i samarbete med sjukhusfysiker från Geneve. Sverige har länge haft en mycket stor t intresse av ISOLDE, med Prof. Björn Jonsson som kraftfull ledare.
Proton-antiptotonförintelse i vila ger unika förutsättningar att studera utvalda hadronska reaktioner under mycket rena förhållanden. Bl.a. kan man välja ut sluttillstånd med neutrala K-mesoner (med s-kvarkar) för studier av skillnader mellan matria och antimateria (CP-brott). Prof. Per Carlsons grupp från MSI har deltagit i dessa studier. Vidare har man kunnat identifiera en hadron som uppenbarligen ser ut att vara en s.k. hybrid.
För närvarande inget svenskt deltagande på CERN , där syftet med de nuvarande studierna är att finna tecken på att neutrinopartiklarna har en ändlig massa. Universiums sk mörka materia kan utgöras av neutriner. Detta bör experimentellt vara påvisbart i neutrinooscillationer, dvs då en typ av neutrino övergår till en annan. Tecken på att så är fallet är den observerade bristen på elektronneutriner från solen. I CERN försöker man påvisa oscillationer mellan muon- och tauneutriner. För att kunna täcka ett mera intressant område i mass-skillnad krävs en lång sönderfallssträcka. CERN kan i framtiden skjuta neutrinopartiklar på en detektor nära Rom (Gran Sasso).
CERN utför sedan lång tid studier av CP-brott hos neutrala K-mesoner, samt kartlägger nukleonens kvark- och gluoninnehåll, som bl.a. reflekteras i hur protonens spinn uppträder (detta ges inte som man naivt skulle tro av de tre valenkvarkarna). Uppsala har tidigare deltagit i dessa senare studier.
Avsikten är att påvisa en ny materiefas, kvark-gluonplasma, som bör ha varit en del av scenariet i Big Bang. Sverige har kraftfullt stött denna verksamhet, bl.a. med ett frivilligt CERN-bidrag om 6 Mkr till blyinjektorn, och samma summa till Prof. I. Otterlunds grupp för att utveckla apparatur till experiment. Observationer visar att centrala kollisioner mellan blykärnor ger de rätta betingelserna för bildandet av plasman, vilket visar sig i förhöjd produktion av tillstånd innehållande s-kvarkar, medan produktionen av tillstånd med c-kvarkar undertrycks. Lund-gruppen förbereder nu fortsatta studier vid LHC.
CERNs huvudprojekt 1985-2000. Avsikten är att bestämma de grundläggande egenskaperna hos materiebyggstenar och kraftförmedlare som teoretiskt inkluderas i Standardmodellen. Vid LEP har en rad precisionsexperiment utförts, där svenskarna har samlats kring en facilitet som kallas DELPHI. De svenska grupperna vid LU, SU och UU har gjort väsentliga bidrag till delprojekt i DELPHI och forsknings ledarna T. Ekelöf, S.O. Holmgren och G. Jarlskog har alla varit projektledare för FRICH, HPC och VSAT respektive. Dessutom är V. Hedberg projektledare för STIC. En facilitet som DELPHI tar ca 10 år att konstruera. Data från ett års körning leder till ca 50 olika "experiment". Enskilda forskare har tillgång till data i hemma institutionen omgående och analysarbetet kan drivas decentraliserat och i samarbete med andra institut via WWW.
LEP har kontinuerligt förbättrat sin prestanda, speciellt beträffande precisionen av energibestämningen hos strålarna och i uppgraderingen av energin. Det ser nu ut som om man klarar att ge strålenergin 100 GeV under 1999-2000 genom betydande förbättringar av de supraledande RF-kaviteternas egenskaper och optiken i strålföringen.
LEP är en "fabrik" för produktion av de svaga kraftförmedlarna Z och W. I Z-sönderfallet har en rad mycket betydande experiment utförts som har stor betydelse för hur Standardmodellen i framtiden kan utvidgas till en mera generell storförenad teori. Nya vertexdetektorer i experimentet ser t.ex. mycket kortlivade hadroner innehållande b-kvarkar som är speciellt intressanta. Man har kunnat mäta hur b-kvarkens massa ändras när den skapas i allt "hårdare" stötar, hur b-kvarkens livstid påverkas av sin omgivning, och framför allt indirekt koppla observationerna i b-kvarkproduktion med (indirekta) studier av den tunga t-kvarken och av Higgs-partikeln, som nästan till 100% bör sönderfalla till b-antib.
En ökning av LEP-energin är mycket viktig för sökandet efter Higgs. Eftersom LEP får full energi, 200 GeV, först år 1999 är det viktigt att utnyttja LEP även år 2000. Installationsplanerna för LHC tillåter detta. CERN behöver frivilliga bidrag om totalt 50 MSFR från medlemsländerna för driften av LEP år 2000 (den största utgiftsposten är elektricitet). Sveriges andel skulle vara 1.3 MSFR.
Avsikten med LHC är att gå ner ytterligare en 10-potens i rumsupplösning jämfört med LEP. Detta betyder att man kan kartlägga massintervallet 100 - 1000 GeV för nya partiklar. I detta intervall måste Higgspartikeln befinna sig enligt Standard- modellen. Man vet att Standardmodellen är ofullständig och inte kan beskriva vad som händer vid extremt höga kollisionsenergier. I den utvidgade Standardmodellen som pekar mot en förening av alla naturkrafter förekommer Supersymmetriska partiklar i det för LHC tillgängliga massintervallet. De första strålarna är planerade för mitten av 2005. Men redan 1998 är hälften av alla beställningar lagda. I LHC utnyttjas supraledande magneter, kylda till 1.9 K. Nya prototyper har gett mycket god säkerhetsmarginal för en slutlig kollisionsenergi på 14000 GeV.
Fyra svenska grupper hjälper till att bygga faciliteten ATLAS, (LU - T. Åkesson, KTH - P. Carlson, SU - S.-O. Holmgren, UU - T. Ekelöf) medan en grupp deltar i faciliteten ALICE (LU - H.-Å. Gustafsson), speciellt konstruerad för att observera kollisioner mellan blykärnor.
LHC har attraherat många forskare ifrån övriga världen, bl.a. USA, Ryssland, Japan, Kanada, Indien och Kina. Antalet CERN-användare från dessa länder är nu: 639, 656, 112, 104, 51 och 54 respektive. Motsvarande siffror från de största medlemsländerna: IT - 855, FR - 736, DE - 724, UK - 464, CH - 173.
Resultaten från CERN påverkar vår väldsbild. Införandet av supersymmetri påminner om Diracs införande av antimateria. Den storförenade teorin har ett gemensamt ursprung för alla naturkrafter och innehåller element som ger ett naturligt bidrag till lösningen av gåtan om den "mörka materian" i Universum. Beskrivningen av vakuumtillståndets egenskaper kan leda till en bättre förståelse av kosmologin (inflationen) och till den observerade materiefördelnigen i Universum.
Svenska teoretiker bidrar kraftfullt till analysen av möjliga storförenade scenarier. En mycket viktig insats har också skett inom fenomenologin som förenar teori med experiment (t.ex. Lundamodellen).
CERN har länge arbetat med CLIC, en modell till en linjär accelerator som kan ge extremt höga accelerationsfält (80 MeV/m). WWW har utvecklats på CERN för att förenkla kommunikationen. Programvara från CERN sprids över hela världen. CERN-biblioteket skrivs nu om i objektorienterad form (C++).
CERN är ett kompetenscentra: för medicinsk och biologisk diagnostik (PET), för detektorer (RICH-detektorn i CAPRICE) och accleratorer (CELCIUS).
TERA: tumörbehandling med strålar av protoner och kolkärnor (U. Amaldi).
ENERGY SAVER: acceleratorbaserad fission (C. Rubbia). Arbetar med snabba neutroner som förstör tunga kärnor som ackumuleras i vanliga kärnkraftverk, t.ex. plutonium. Råmaterialet för fission är torium eller uran(233). En försöks- anläggning skall byggas i Spanien där ca 1 kg kärnavfall skall förbrännas per dag. Patentansökningar inlämnade från Rubbia och CERN.
LAA: detektorutveckling förlagd till CERN med italienska pengar (A. Zichichi).
ASTROPARTIKELFYSIK: ESA hade under några år lokaler på CERN En gravitationsdetektor utvecklades på CERN. Den nya satellitburna mass- spektrometern skall delvis byggas på CERN (S. Ting).
En mycket viktig uppgift är att föra ut forskningsresultaten till allmänheten (och politikerna) i en begriplig form. I direktoratet på CERN finns en hög post med dessa uppgifter (C. Jarlskog från 1 juni 1998).
Information på WWW i tillgänglig form utvecklas snabbt. I Sverige med stöd bl.a. från Wallenbergsstiftelsen (E. Johansson, SU).
Trenden i USA är nu ökande forskningsanslag till grundforskningen och bättre utsikter för fasta jobb till doktorerna! Kanske kommer denna trend snart till Europa också.......