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來源：互聯網

歐洲核子研究組織（又稱：歐洲核子研究中心，法語：Centre Européen pour la Recherche Nucléaire，英語：European Organization for Nuclear Research，簡稱：CERN），是世界上最大型的粒子物理學實驗室，也是萬維網的發源地，位于瑞士日內瓦，成立于1954年9月29日，研究領域以高能粒子為主。

歐洲核子研究組織的縮寫CERN來自于1952年成立的歐洲核子研究理事會。1957年，歐洲核子研究組織建成600MeV同步回旋加速器。1959年11月24日，質子同步加速器啟用。1976年6月17日，超級質子同步加速器建設完成。1981年4月4日，歐洲核子研究組織的交叉碰撞儲存環成功產生世界上首次質子與反質子的碰撞。1983年，歐洲核子研究組織宣布發現W粒子和Z°粒子。1990年12月20日，世界上第一個網站和服務器在歐洲核子研究組織的一臺NeXT計算機上開始運行。1995年，歐洲核子研究組織制成了世界上第一批反物質——反氫原子。2002年，歐洲核子研究組織在受控條件下制造出約5萬個低能量狀態的反氫原子。2012年，歐洲核子研究組織宣布，ATLAS和CMS實驗觀察到希格斯玻色子。2020年2月19日，歐洲核子研究組織的研究團隊首次成功對反氫原子能量結構中的某些量子效應展開測量，測量結果與“正常”氫效應的理論預測相符。2024年3月25日，歐洲核子研究組織利用CMS軌跡探測器出色的追蹤能力，首次觀察到質子對撞中兩個光子“變身”為兩個陶子（τ）。

歐洲核子研究組織的內部機構主要由理事會、科學政策委員會、財務委員會以及一系列職能部門組成。其主要任務是進行基礎物理研究，特別是研究微觀世界的基本組成和相互作用。截至2019年，歐洲核子研究組織擁有職員2500名，其中接近一半的職員是科學家、三分之一的職員是技術人員，另外在世界各地還有1萬至1.3萬名科學家隨時待命，參與項目計劃工作。2022俄烏沖突爆發后，歐洲核子研究組織于2022年3月暫停了俄羅斯的觀察員地位。

歷史沿革

正式成立

1949年12月，在洛桑(Lausanne)舉行的歐洲文化會議上，法國物理學家路易·德布羅意(Louis de Broglie)提出了第一個有關創建歐洲實驗室的正式建議。1952年1月，歐洲12國簽署了一項關于建立臨時委員會——歐洲核子研究理事會(CERN)的協定。1954年，歐洲核子研究組織正式成立，作為臨時機構的歐洲核子研究理事會解散，但最初的縮寫CERN被保留了下來。

同步回旋加速器——質子同步加速器時期

1957年，歐洲核子研究組織建成了600MeV同步回旋加速器(SC)，這是該組織建成的第一個加速器。1959年，歐洲核子研究組織核心的大科學裝置質子同步加速器(PS)建成，質子同步加速器在短時間內成為彼時世界上能量最高的粒子加速器。同年，歐洲核子研究組織主要園區梅林園區(Meyrin Park)的首期建設完成，建成了包括歐洲核子研究組織最初的兩臺加速器、實驗室、中心車間及主樓。1961年，歐洲核子研究組織建成了梅林園區主樓側翼及相關附屬建筑，第一階段項目的對稱式布局基本完成。到1965年，地段內中心和北部的新建建筑布局逐步完善，建設重心開始轉向位于南區的第三實驗室。

交叉存儲環時期

1971年，歐洲核子研究組織新建設的交叉存儲環(ISR)開始投入使用。借助該裝置，歐洲核子研究組織實現了世界上第一次質子——質子碰撞。在場地平面中，交叉存儲環為直徑300m的圓環形，其完全建設在法國領土上，標志著歐洲核子研究組織開始跨越瑞士——法國邊境線向西發展。在這一階段，負責歐洲核子研究組織初期建設的建筑師魯道夫·施泰格及彼得·施泰格父子已經退出，園區的規劃建設曾短暫停滯。在園區西側新建部分建設了大面積的實驗車間和廠房，沿梅林公路南側進行了一系列的建設。同時東側的第三實驗室向北翼延伸，場地肌理進一步致密化。

超級質子同步加速器時期

1976年，歐洲核子研究組織建設完成超級質子同步加速器(SPS)，這是歐洲核子研究組織的第一個巨型地下環。超級質子同步加速器成為當時歐洲核子研究組織最重要的大科學裝置，能夠加速多種類型的微觀粒子，其間發現的W粒子、乙粒子獲得了諾貝爾物理學獎。同時，跨越法國和瑞士邊境線的超級質子同步加速器引導歐洲核子研究組織的場地范圍進一步擴大，并向北側發展。梅林園區開始越過梅林公路，在其北側修建了一些建筑設施。此外，為滿足超級質子同步加速器的運行需求，歐洲核子研究組織沿環北側新建普雷維辛園區(Prevessin Park)，與梅林園區形成互補關系。初期的普雷維辛園區功能相較簡單，在場地東部建設有平面十字架形的辦公樓及一個大型裝配大廳，以及電站等輔助功能建筑。在西部和北部保留了大片實驗區域供之后開發建設使用。

大型正負電子對撞機——大型強子對撞機時期

1989年，歐洲核子研究組織建成投用大型正負電子對撞機(LEP)，該正負電子對撞機周長為27km，主環跨越法國和瑞士國界，是人類歷史上建造過的最大的正負電子加速器。其隧道挖掘工程亦創下英吉利海峽隧道之前歐洲最大的工程建設紀錄。2001年后，歐洲核子研究組織在大型正負電子對撞機原有的隧道中建造大型強子對撞機(LHC)，并在其不同對撞點上建設有四個大型探測器，包括緊湊型子螺旋型磁譜儀(CMS)、超環面儀器(ATLAS)、研究CP破缺實驗裝置(LHCb)以及大型離子對撞機(ALICE)。憑借著大型正負電子對撞機及大型強子對撞機這兩臺大科學裝置，物理學家們在歐洲核子研究組織做出了希格斯玻色子等重要發現，標志著歐洲再次成為基礎物理研究的中心。

在這一階段，歐洲核子研究組織的梅林園區進一步完善和發展。其中北側區域建設成為包括科學與創新之球、粒子廣場等在內的公共活動區域。普雷維辛園區的功能也日益完善，新建設了加速器控制中心等實驗和服務類建筑設施。2010年左右，歐洲核子研究組織的基礎建設基本完成。

歐洲核子研究組織的園區現狀

截至2024年8月，歐洲核子研究組織共占地625公頃，其中由法國提供517公頃，由瑞士提供108公頃。其中兩個主園區梅林園區占地79公頃、普雷維辛園區占地85公頃。現有大約667座各種規模的建筑，總占地面積427874m2。此外，歐洲核子研究組織的地下設施極為發達，擁有454個地下結構，包括53個豎井；152條服務廊道，總長17.3km；約57km的隧道。

組織機構

理事會

CERN理事會是該組織的最高權力機構，負責所有重要決策。理事會負責控制 CERN 在科學、技術和行政事務方面的活動。理事會負責批準活動計劃、通過預算并審查支出。科學政策委員會和財務委員會協助理事會開展工作。理事會任命的總干事負責管理 CERN 實驗室。總干事由一個理事會協助，并通過部門結構管理實驗室。

CERN 由成員國管理，每個成員國都有兩名 CERN 理事會的正式代表。一名代表其政府行政部門；另一名代表國家科學利益。每個成員國只有一票，大多數決定只需簡單多數即可通過，但實際上理事會的目標是盡可能達成一致意見。

科學政策委員會

科學政策委員會負責評估物理學家提議的活動的科學價值，并就 CERN 的科學計劃提出建議。其成員由委員會同事選舉產生，并由理事會根據科學成就任命，不考慮國籍。一些成員也從非成員國中選出。

財務委員會

財務委員會由各國政府代表組成，負責處理與會員國財政捐助以及本組織預算和支出有關的所有問題。

高級官員

組織成員

創始國

歐洲核子研究組織創始國包括比利時、丹麥、法國、德國、希臘、意大利、荷蘭、挪威、瑞典、瑞士、英國和南斯拉夫社會主義聯邦共和國等12個國家。

會員國

截至2024年9月22日，歐洲核子研究組織有24個成員國，包括奧地利、比利時、保加利亞、捷克、丹麥、愛沙尼亞、?芬蘭、法國、德國、希臘、匈牙利、以色列、意大利、荷蘭、挪威、波蘭、葡萄牙、羅馬尼亞、塞爾維亞、斯洛伐克、西班牙、瑞典、瑞士和英國。塞浦路斯和斯洛文尼亞是處于加入前階段的準成員國。巴西、克羅地亞?、印度、拉脫維亞、立陶宛、巴基斯坦、土耳其和烏克蘭是準成員國。

觀察員國

日本和美國擁有LHC的觀察員地位，而美國也擁有HL-LHC的觀察員地位。國際組織歐盟和聯合國教科文組織擁有歐洲核子研究組織的觀察員地位。?根據歐洲核子研究組織理事會2022年3月8日的決議，俄羅斯的觀察員地位被暫停。根據歐洲核子研究組織理事會2022年3月25日的決議，聯合核研究所（JINR）的觀察員地位被暫停。

組織文化

宗旨

歐洲核子研究組織不關心與軍事有關的工作，實驗和理論工作的成果應公開或以其他方式共享。

使命

在基礎物理學領域進行世界一流的研究。提供獨特的粒子加速器設施，以對環境負責和可持續的方式開展人類知識前沿的研究。團結世界各地的人們共同推動科學技術的進步，造福所有人。培養新一代物理學家、工程師和技術人員，并讓所有公民參與研究和科學價值觀。

任務職責

歐洲核子研究組織的核心任務是粒子物理基礎研究。作為公共資金資助的實驗機構，其另一項職責是確保技術和專業知識盡可能讓社會受益。歐洲核子研究組織的科學家、工程師和技術人員在實驗中開發的新技術和專業知識可應用于高能物理以外的領域，通過將這些技術轉移給產業，進而使社會受益。歐洲核子研究組織與各行各業的大中小企業、初創企業以及政策決策者們密切聯系，以資助項目研發、建立商業孵化中心、授權知識產權、開展國際合作等多種方式推動知識轉移。

歐洲核子研究組織在醫學與生物醫學、航空航天、安全、工業4.0、文化遺產、能源技術等領域應用了大量研究成果，這些應用領域涉及的主要技術包括：光束儀器與系統、冷卻和通風、低溫血、數字科學、高真空和超高真空、工業控制、磁鐵技術、制造和機械加工、材料科學、度量學、粒子追蹤和熱量測定、電力電子和光電子及微電子、輻射防護和監測、射頻技術、機器人、傳感器、超導、試驗設備等。

科學成就

粒子物理學領域

1973年，歐洲核子研究組織宣布，在其Gargamelle氣泡室中發現了中性流。1983年，經過UA1和UA2兩次實驗后，歐洲核子研究組織宣布發現W粒子和Z°粒子。次年，歐洲核子研究組織的兩位物理學家魯比亞和西蒙·范德梅爾獲諾貝爾物理學獎。1992年10月14日，歐洲核子研究組織的G?夏帕克（G. Charpak）由于發明和研制基本粒子探測器，特別是多絲正比探測器而獲得1992年諾貝爾物理學獎。1995年，歐洲核子研究組織制成了世界上第一批反物質——反氫原子，揭開了人類研制反物質的新篇章。1999年，歐洲核子研究組織于NA48實驗中直接發現CP破壞存在的證據。

2002年，歐洲核子研究組織成功制造出約5萬個低能量狀態的反氫原子，這是人類首次在受控條件下大批量制造反物質。2012年7月4日，歐洲核子研究組織在墨爾本舉行的粒子物理學會議上公布了一項最新成果，ATLAS和CMS實驗觀察到希格斯玻色子。2020年2月19日，歐洲核子研究組織發布公報稱，其研究團隊首次成功對反氫原子能量結構中的某些量子效應展開測量，測量結果與“正常”氫效應的理論預測相符，為今后更精確地測量這類量子效應和其他基本量鋪平了道路。2022年7月5日，歐洲核子研究組織的大型強子對撞機（LHC）上的底夸克探測器（LHCb）合作組發現了新的奇特粒子結構，包括一種首次發現的五夸克態粒子和有史以來觀察到的第一對四夸克態粒子。同年11月，歐洲核子研究組織在大型強子對撞機上開展的測試中，鉛原子核被加速并發生了核子—核子碰撞，對撞能量創下5.36太電子伏特紀錄。

2023年4月1日，歐洲核子研究組織官宣布，其反物質工廠的科研團隊結合銫和反銫原子振蕩并取平均值，對秒進行了重新測量并定義為——銫13原子振蕩8846157280次為1秒，按照新定義，一天將達24小時56分24秒。同年7月22日，歐洲核子研究組織超環面儀器實驗（ATLAS）合作組報告了迄今最精確希格斯玻色子質量：125.11吉電子伏特。2024年3月25日，歐洲核子研究組織大型強子對撞機（LHC）上的緊湊繆子線圈（CMS）國際合作組宣布，利用CMS軌跡探測器出色的追蹤能力，首次觀察到質子對撞中兩個光子“變身”為兩個陶子（τ）。

2025年5月7日，歐洲核子研究組織在《物理評論雜志》撰文指出，該組織科學家利用大型強子對撞機首次把鉛（82個質子）轉變成金（79個質子）。