Bilim ve Yeniliği Hızlandıran CERN

Bilim ve Yeniliği Hızlandıran
CERN
Samim Erhan
UCLA
Turkish Teachers Program
CERN 1954 de 12 Avrupa Ülkesi tarafından kuruldu
“Barış için Bilim”
Bugun: 21 Uye Ulke States
~ 2300 kadrolu personel
~ 1600 diğer personnel
~ 10500 kullanıcı
Bütçesi (2014) ~1000 MCHF
Member States: Austria, Belgium, Bulgaria, the Czech Republic, Denmark, Finland,
France, Germany, Greece, Hungary, Israel, Italy, the Netherlands, Norway, Poland,
Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and
the United Kingdom
Candidate for Accession: Romania
Associate Member in Pre-Stage to Membership: Serbia
Applicant States for Membership or Associate Membership:
Brazil, Cyprus, Pakistan, Russia, Slovenia, Turkey, Ukraine
Observers to Council: India, Japan, Russia, Turkey, United States of America; European
Commission and UNESCO
2
Tarihçesi
• 1949 – Savas sonrasi parcçlanmış Avrupa da temel bilimler eski
şaşalı günlerinin cok gerisinde idi. Ileri görüşlü bazı bilim adamları
Avrupa bilimini tekrar ayağa kaldırmak için uluslar arası bir atmik
fizik labratuvarı hayal etmeye başladılar.
• Boyle bir laratuvar sadece parçalanmış Avrupa’yı birleştirmekte
öncülük etmekle kalmıyacak, aynı zamanda ülkelerin kendi imkanları
ile gerçekleştiremiyecekleri bir tesise imkanlarını birlestirerek
ulaşabileceklerdi.
• Louis de Broglie bu düşünceyi 9 Aralık 1949 da Lozan’daki “Avrupa
Kültür Konferansında” dile getirdi.
• 5. UNESCO Konferansında (Florensa 1950) Isidor Rabi uluslar arası
bilimsel işbirligini geliştirmek üzere bölgesel laboratuvarlar
kurulmasını onerdı.
• Iki ay sonra 1951 de Paris te 11 ulke Avrupa Nukleer Arastirma
Konseyi kurulmasına karar verdi.
Kuruluşu
• Kuruluş anlaşması 12 ulke
tarafindan 1953 de imzalandı.
• Danimarka, Fransa, Bati
Almanya, Yunanistan, Italya,
Hollanda, Norvec, Isvec, Isvicre,
Ingiltere ve Yogoslavya
parlamentolarının onaylarının
29 Eylul 1954 tamamlanması ile
1952 de kurulan geçici Avrupa
Nükleer Arastırmalar Konseyi
yerine Avrupa Nükleer
Arastırmalar Organizasyonu
kurulmuş oldu.
2010: a New Era in Fundamental Science
LHCb
1952 de Gecici Konseyin 3. toplantisinda merkezin
Genevre de kurulmasina karar verildi
CMS
ve ilk kazma 1954 vuruldu.
Exploration of a new energy frontier
in p-p and Pb-Pb collisions
ATLAS
ALICE
İsmi Hakkında
Kurumun kısa adı CERN, 1952 de Avrupa da dünya çapinda bir arastirma kurumunu
kurmakla görevli Fransizcada “Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire”,
Ingilizcede “European Council for Nuclear Research” isimli yapıdan geliyor.
1954 de bu geçici yapi, 12 ulkenin katılımı ile “European Organization for Nuclear
Research” açik adını almiş olsa da CERN kısaltması kullanılmaya devam ediyor.
İsmindeki Nükleer kelimesi kuruluş tarihlerde maddeyi anlamaya çalışan fizik çoğunluk
ile atomun ve çekirdeğin yapısı ile ilgileniyor olmasından kaynaklanıyor.
Kısaltmasında N Nükleere karşılık gelse de, CERN de yapilan araştırmaların nükleer
kelimesinin toplumda uyandırdığı, sivil veya askeri enerji uretimi ile hiç bir ilgisi
olmadıgı halde, kuruluşunda verilen ismi kullanmaya devam ediyor.
Bugün maddenin temek yapı taşlarını ve aralarındaki etkileşmeleri inceleyen bilim
dalnna parçacik fizigi diyoruz.
CERN’ün Görevi
 Bilginin Sınırlarını zorluyor
 E.g. Buüük patlamanın sırları …kainatın ilk anlarında maddenin yapısı
nasıldı?
 Hızlandırıcılar ve algıçlar için yeni teknolojiler
Geliştiriyor
İnformasyon teknolojisi – Web ve Insanlari
GRID
Tıp- tanı ve tedavi
Birlestiriyor
Araştırma
 Yarının bilim insanlarını ve teknik
elemanlarını Eğitiyor
 Değisik ülke ve kültürlerden insanlari
Birleştiriyor
Next Scientific Challenge:
to understand the very first moments of our Universe
after the Big Bang
Big Bang
13.8 Billion Years
Today
1028
cm
Microskop ve Hızlandırıcılar
2/23/2014
E = mc2
9
Big Bang
Proton
Atom
Radius of Earth
Earth to Sun
Radius of Galaxies
Universe
LHC
Super-Microscope
Study physics laws of first moments after Big Bang
increasing Symbiosis between Particle Physics,
Astrophysics and Cosmology
Planck
AMS
ALMA
VLT
Kosmic ışınlar ve LHC
LHC deki pp carpismalarinin enerjisi
~ 1017eV Enerjideki kosmic isinlarin hava ile
çarpışmasındaki enerjiye eşdeğerdir.
Kosmik ışonlaron enerjileri ~ 1020 eV kadar çıkıyor.
Tevatron
LH
C
A 100 PeV fixed-target
interaction with air has the cm
energy of a pp collision at the
LHC
LHC detectors (CMS+TOTEM in particular) with
large rapidity coverage will allow to understand
and model pp, pA, A’A interactions giving rise to
air-showers in the 1017-18eV range.
The highlight of a remarkable year 2012
Nobel Prize in Physics 2013
The Nobel Prize in Physics 2013 was awarded jointly to François Englert and
Peter W. Higgs "for the theoretical discovery of a mechanism that contributes to
our understanding of the origin of mass of subatomic particles, and which
recently was confirmed through the discovery of the predicted fundamental
particle, by the ATLAS and CMS experiments at CERN's Large Hadron Collider”.
CERN: Particle Physics and Innovation
 Interfacing between fundamental science and key technological
developments

CERN Technologies and Innovation
Accelerating particle
beams
Detecting particles
Large-scale
computing (Grid)
CERN Education Activities
NEW:
Scientists at CERN
Academic Training Programme
Asia-Europe-Pacific School of
High-Energy Physics
Fukuoka, Oct 2012
India, 2014
Latin American School
Natal, Brazil, 2011
Arequipa, Peru, 2013
Young Researchers
CERN School of High Energy Physics
CERN School of Computing
CERN Accelerator School
Physics Students
Summer Students
Programme
CERN School of Physics
Hungary, June 2013
CERN Teacher Schools
International and National
Programmes
Medical Application as an Example of Particle Physics Spin-off
Combining Physics, ICT, Biology and Medicine to fight cancer
Hadron Therapy
Leadership in Ion
Beam Therapy now
in Europe and Japan
Tumour
Target
Accelerating particle beams
~30’000 accelerators worldwide
~17’000 used for medicine
Protons
light ions
X-ray
>70’000 patients treated worldwide (30 facilities)
>21’000 patients treated in Europe (9 facilities)
Imaging
PET Scanner
Clinical trial in Portugal for
new breast imaging system
(ClearPEM)
Detecting particles
protons
Science is getting more and more global
Bilim insanlarinin yas dagilimi
kariyerlerini nerede devam
Mart 2009 dağyapılan bir araştırma
26
Bugün
LHC deneylerinde
2500 Doktora ğgrencisi
bulunuyor
65
Herkez kariyerine CERN’de devan etmiyor
: nereye gidiyorlar?
CERN Teacher Programme
Summer Students 2013
CERN Deneysel Programlari
• LHC deneyleri – CERN’un amiral gemisi
– ATLAS, CMS, LHCb. ALICE …..
• PS vs SPS sabit hedef ışın demetleri
• Neutrino programı
– İtalya da Grand Sasso neutrino deneyleri
• Anti proton, anti madde
• ISOLDE – Düşük enerjili radyoaktif atom ışını
• Hizlandiriciya ihtiyac duymuyan deneyler
– Örneğin CAST
• Baska yerlerdeki deneylere ev sahipligi
– Örneğin AMS
LHC Deneyleri
ATLAS Study of pp collisions
CMS
µ
Magnetic character
Tracker: Si( Pixel and SCT), TRT
Calorimeters:LAr, Scintillating Tiles
Muon System: MDT, RPC, TGC, CSC,
Magnets: Solenoid and Toroid
Study of pp & heavy ion collisions
Tracker: Si (Pixel, Strips, Discs)
Calorimeters: BGO, Brass Scintillators, Preshower
Muon System: RPC, MDT, CSC,
Supraconducting solenoid
µ
ALICE Study of heavy ion collisions
Tracker: Si (ITS), TPC, Chambers, TRD, TOF
Particle Id: RICH, PHOS (scintillating crystals)
RPC, FMD(froward mult.; Si) ZDC (0 degree cal)
Magnets: Solenoid, Dipol
LHCb Study of CP violation in B decays (pp)
Tracker (Si, Velo), 2 RICH, 4 Tracking stations (StrawTubes, Si), SPD (scinitll. Pads), Preshower, ECAL (lead
scintillator) HCAL(steel scintillator), Muon stations (MWPCs)
2/23/2014
22
22
CERN accelerators
2/23/2014
23
CERN’un idari yapisi - Konsey
• Konsey – Üye ülkelerin biri siyasi iradeyi,
digeri ülke bilimini temsilen iki kişi ile temsil
edildiği bu kurul, CERN’un bilimsel, idari ve
finansal programi konularında tek yetkili
kurumu.
– Konseyde her ülke iki kişi ile temsil edilmesine
ragmen, her ülkenin tek oyu vardır.
– Kararların bir coğu için çoğunluk oyu yeterli olsa
da, kararların oy birligi ile alınmasına özen
gösterilir.
CERN’un idari yapısı – Bilim Komitesi
• CERN için önerilen bilimsel programlar
konularında konseye danışmanlık yapar.
• Üyeleri bilimsel yeterlilikleri dünyaca kabul
görmüş bilim adamları arasından oluşturulur.
• Yeni üyeler görevi devam eden üyeler
tarafından seçilir ve konsey tarafından
atanırlar.
• CERN’e üye olmuyan ülke vatandaşları da Bilim
Komitesine üye seçilebilirler.
CERN’un idari yapisi – Finans Komitesi
• Üye ülke idari temsilcilerinden oluşan bu
komite CERN’e üye ülkelerin katkıları ve
bunların bütçelenmesi ve harcamaların
denetlenmesi konuları ile ilgilenir.
CERN’un idari yapisi – Genel Direktor
ve Direktorler
• CERN arastırma merkezinin yönetiminden
sorumlu Genel Direktör Konsey tarafından
genelde 5 yıl süre ile atanır.
• Direktörler CERN’un yönetiminde Genel
Direktöre yardimci olurlar ve onun Genel
onerisi ile Konsey tarafından atanırlar.
– Arastırmalar ve Bilgi işlemden sorumlu Direktör
– Hızlandırıcılar ve teknolojiden sorumlu Direktör
– İdari hizmetler ve genel altyapıdan sorum Directör
CERN’un idari yapısı – Bölümler
• Fizik.
– Teorik fizik alt-bolumu
•
•
•
•
•
•
•
Bilgi teknolojileri
Işınlar (Hızlandırıcılar ve sabıt hedef bölgeleri)
Teknoloji
Mühendislik
İnsan kaynakları
Finans, satın alma ve teknoloji transferi
Genel alt yapı
CERN’un idari yapisi – Program
komiteleri
• LHCC, SPSC …
– İlgi alanlarına giren programlara önerilen deneylerin
olabilirliligi, kurulusunun evereleri ve arastirmalarini
denetlerler.
• LMC, LPC …
– Hizlandirici komiteleri hizlandiricilarin hangi amaclarla
nasil kullanilacagini ve bu amaclara nasil
erisilebilecegini koordine eder.
• RRB
– Deneyleri destekliyen ulke fonlayici kurulus
temsilcilerinden olusan bu komite, deneyin
finasmanini denetler.
CERN’un kaynaklari
Kaynak
Personel
Bir iki istisna disinda uye
ulke vatandasi
CERN
Altyapi
CERN +
uye ulkelerden hibe
Hizlandiricilar
ARGE, Kurulus, bakim +
isletim
CERN +
uye olmuyan ulkelerden katki
Deneyler
Kurulus, bakim + isletim
CERN +
Deneylere katilan kurumlar
Egitim programlari
Uye ulkeler icin +
Bir miktar misafir
Katki tipi
Parca ve is gucu
Ev sahipligi, personel, nakit ve
parca
Nakit, parca ve isgucu
CERN +
Ek kontenjan ve misafirler icin
milli fonlar
CERN cesitli faliyetlere katkisini kendi butcesinden karsiliyor.
Dolayisi ile uye ulkeler bilimsel calismalari hem milli kuruluslarini destekliyerek,
hem de CERN butcesine katki yaparak dolayli olarak da destekliyorlar.
Türkiye ve CERN




Türkiye CERN Kosey toplantılarına Gözlemci Statüsünde
katılıyor
İşbirligi Andlaşması 2008 de imzalandı
2009 CERN uyeligi icin basvuru yapildi
Ne yazık ki 2012 de Türkiye Tam Üyelik yerine
”Associate” Üye olmak istediğini bildirdi.
 ”Associate” Üyelnm sartları görüşmeleri halen devam
ediyor.
Türk Fizikçilerinin CERN Programlarına katılımı
 Participation in experiments at CERN:


LHC: ALICE, ATLAS, CMS & LHCb
non-LHC: involvements in OPERA,
ISOLDE, CAST
 Collaboration in advanced accelerator
R&D for CLIC
CMS
ATLAS
Türkiye ve CERN
Membership of the LHC experiments ALICE, ATLAS and CMS &
Associate Membership of LHCb
ATLAS
CMS
2 Institutions
Ankara University1
Bogazici University2
4 Institutes
Cukurova University3
Middle East Technical University
Bogazici University4
Istanbil Teknik University
Contribution to the Inner Detector
(TRT)
Innovative technologies
developed
ALICE
LHCb
2 Institutions
KTO Karatay University
Yildiz Technical University
1 Institution
Celal Bayar University
1
2
Dumlupinar U., Gazi U., TOBB U.,TAEA
Dogus U., Gaziantep U., Istanbul Univ.
Mechanics for forward hadron
calorimeter
3
4
Kahraman Maras U., Mersin U., Tokat U.,Cag U.
Izmir Yuksek Teknoloji Enstitusu., Kars U.,
Teşekkürler !
Accelerating Science and Innovation