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CERN
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top
Lmwbq'mwbgOrganizzazione europea per la ricerca nucleare, comunemente conosciuta con la sigla mwbwCERN (mwcamwcqAFI: /ˈʧɛrn/cite-ref-1[1]; mwdwin francese mweaConseil Européen pour la Recherche Nucléaire), è il più grande mweqlaboratorio al mondo di mwegfisica delle particelle, posto al mwewconfine tra la Francia e la Svizzera, alla periferia ovest della città di mwfaGinevra, nel comune di mwfqMeyrin. La convenzione che lo istituiva fu firmata il 29 settembre mwfg1954 da 12 stati membri mentre oggi ne fanno parte 23 più alcuni osservatori, compresi stati extraeuropei.
Scopo principale è quello di fornire ai mwgaricercatori gli strumenti necessari per la mwgqricerca in mwggfisica delle alte energie ovvero principalmente gli mwgwacceleratori di particelle, che portano mwhanuclei atomici e mwhqparticelle subnucleari ad energie molto elevate, e i mwhgrivelatori che permettono di osservare i prodotti delle collisioni tra fasci di queste particelle: ad energie sufficientemente elevate, nelle collisioni vengono prodotte tantissime particelle diverse; in alcuni casi sono state scoperte in questa maniera particelle fino a quel momento ignote.
Contents
• Storia
• LHC
• LEP
• Cultura
• Note
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Storia
Dopo la mwigseconda guerra mondiale si sentì il bisogno di fondare un centro mwiweuropeo all'avanguardia per la ricerca al fine di ridare all'Europa il primato nella fisica, dato che in quegli anni i principali centri di ricerca si trovavano negli mwjaStati Uniti. A tale scopo nel mwjq1952 dodici Paesi europei riunirono un consiglio di scienziati con il compito di tradurre in realtà quel desiderio. Il consiglio venne denominato mwjgConsiglio europeo per la ricerca nucleare (in francese mwjwConseil européen pour la recherche nucléaire) da cui la sigla CERN. Nel mwka1954 prende vita il progetto del centro di ricerca europeo vagliato dal Consiglio europeo per la ricerca nucleare: nasce così l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare, che ne eredita la sigla.
Il fatto che la sigla CERN non derivi dal nome del centro di ricerca crea a volte confusione, tanto che tale nome viene informalmente modificato in Centro europeo per la ricerca nucleare (in francese mwkgCentre européen pour la recherche nucléaire) in modo da ristabilire corrispondenza tra la sigla e il nome del centro di ricerca.
Attualmente 23 paesi membri fanno parte del CERN. Il 14 dicembre mwla2012 le è stato riconosciuto lo mwlqstatus di osservatore dell'mwlgAssemblea generale delle Nazioni Unite.
Descrizione
La catena di acceleratori
Nel 1957 il CERN costruì il primo acceleratore, il mwogSincrociclotrone, che rimase in funzione fino al 1990.
Il complesso degli acceleratori del CERN comprende 7 acceleratori principali, costruiti in vari periodi a partire dalla fondazione dell'istituto. Fin dal principio, è stato previsto che ogni nuova e più potente macchina avrebbe utilizzato le precedenti come "iniettori", creando una catena di acceleratori che porta gradualmente un fascio di particelle ad energie sempre più elevate. Per consentire il funzionamento di questa catena, tutte le funzioni degli acceleratori sono coordinate da un unico segnale di riferimento, generato da un sistema di mwpaorologi atomici e distribuito per tutta l'installazione, con una precisione dell'ordine del mwpqnanosecondo.
Gli acceleratori principali a disposizione del CERN sono, in ordine dall'anello principale di collisione fino alla sorgente iniziale delle particelle a bassa energia:
• Il mwqqLarge Hadron Collider (LHC), entrato in funzione il 10 settembre mwqg2008 dopo lo smantellamento del mwqwLarge Electron-Positron Collider (LEP). Si estende su una circonferenza di 27 chilometri ed è stato inizialmente progettato per accelerare fino a un massimo di 7 mwraTeV-protone equivalenti di energia; permettendo di studiare le particelle elementari in condizioni sperimentali paragonabili a quelle dei primi momenti di vita dell'Universo, subito dopo il mwrqBig Bang.
• Il mwrwSuper Proton Synchrotron (SPS), un acceleratore circolare di 2mwsa km di diametro che alimenta l'LHC con gli ioni piombo, costruito in un tunnel, che ha iniziato a funzionare nel mwsq1976. Attualmente porta ad una energia equivalente a quella di un protone da mwsg450 GeV, ma è stato potenziato più volte partendo con 300 GeV-protone. Oltre ad avere una propria linea di fascio rettilinea per esperimenti a bersaglio fisso, ha funzionato come mwswcollisore mwtaprotone-mwtqantiprotone e come stadio finale di accelerazione per gli mwtgelettroni e i mwtwpositroni da iniettare nel LEP. Ha ripreso questo ruolo per i protoni e gli ioni piombo immessi nell'LHC.
• Il mwuqProton Synchrotron (PS), costruito nel mwug1959, un mwuwsincrotrone con una circonferenza di 628.3 m in grado di accelerare mwvaprotoni fino a mwvq28 GeV, oltre a tutta una serie di particelle accelerate per diversi esperimenti. In particolare riceve mwvgprotoni dal Proton Synchrotron Booster e ioni di mwvwpiombo dal Low Energy Ion Ring.
• Il mwwqProton Synchrotron Booster, costituito da 4 mwwgsincrotroni sovrapposti con un raggio di 25 m, aumenta l'energia delle particelle generate dai LINAC prima di iniettarle nel PS. Viene inoltre utilizzato per esperimenti separati, come ad esempio mwwwISOLDE, che studia mwxanuclei instabili di mwxqisotopi molto pesanti.
• Il mwxwLow Energy Ion Ring (LEIR), che accelera fasci di mwyaioni di mwyqpiombo fino a mwyg72 MeV per nucleone, ha iniziato a lavorare nel mwyw2010 nella catena di pre-accelerazione dell'LHC.
• Due mwzqLINAC, o mwzgacceleratori lineari, che generano particelle a bassa energia, successivamente immesse nel PS Booster. Sono noti come LINAC2 e LINAC3 e raggiungono i 50 mwzwMeV-protone, ovvero ioni pesanti da 4.2 mwaaMeV per nucleone rispettivamente. Tutta la catena di acceleratori successiva dipende da queste sorgenti.
LHC
Gran parte del lavoro che viene svolto attualmente al CERN di Ginevra è incentrato sul mwcqLarge Hadron Collider (LHC), messo in funzione il 10 settembre mwcg2008,cite-ref-2[2] e agli esperimenti collegati.
Il mweacollisore è situato all'interno dello stesso tunnel circolare di 27mweq km di lunghezza in precedenza utilizzato dal LEP (mwegLarge Electron-Positron Collider), che non è più operativo dal novembre mwew2000. Il complesso di acceleratori del CERN viene utilizzato per pre-accelerare gli mwfaadroni (protoni o ioni di piombo) che in seguito vengono immessi nell'LHC. Il tunnel si trova a circa 100 m di profondità, in una regione compresa tra l'aeroporto di mwfqGinevra e il mwfgmassiccio del Giura. Attualmente sono in funzione cinque diversi esperimenti (mwfwCMS, mwgaATLAS, mwgqALICE, mwggLHCb e mwgwTOTEM), ognuno dei quali studia le collisioni tra particelle con metodi diversi e facendo uso di tecnologie differenti.
Al momento della collisione, l'energia dei protoni all'interno dell'LHC raggiunge valori che saranno gradualmente innalzati fino a 14 TeV. Il collisore necessita di un fortissimo campo magnetico per mantenere il fascio nella traiettoria dei 27mwhq km e a tal fine viene utilizzata la tecnologia dei magneti mwhgsuperconduttori. La progettazione dell'LHC ha richiesto una precisione straordinaria, tanto da rendere necessario tenere conto dell'influenza della forza di attrazione gravitazionale esercitata dalla mwhwLuna sulla crosta terrestre e dei disturbi elettrici provocati dal passaggio dei treni in superficie ad un chilometro di distanza.
LEP
L'obiettivo del progetto LEP, che lo ha accompagnato fino alla fine del mwlg1995, è stato studiare il mwlwbosone Zmwma0 prodotta nelle collisioni tra mwmqelettroni e mwmgpositroni: successivamente l'energia è stata gradualmente aumentata per studiare la produzione di coppie di mwmwbosoni Wmwna+ e Wmwnq-, e per portare avanti la ricerca del mwngbosone di Higgs (fallita: l'energia della particella è risultata a posteriori più elevata del limite massimo del LEP) e di nuovi fenomeni al di là del mwnwModello standard.
I principali risultati sperimentali di LEP sono stati:
• dimostrare l'esistenza di sole 3 famiglie di neutrini;
• verificare la possibile esistenza del mwpabosone Higgs;
• studiare approfonditamente il mwpgbosone Zmwpw0 responsabile dell'mwqainterazione debole;
• misurare la massa del mwqgbosone W;
• misurare la massa del mwraquark top tramite correzioni radiative.
Il tunnel sotterraneo di 27mwrg km, a circa 100 metri di profondità che ora ospita LHC è stato costruito per il LEP e insieme al LEP. Come tutti i collider, il LEP era composto da magneti collegati in grado di curvare la traiettoria delle particelle accelerate mantenendole in "orbita" nel tubo a mwrwvuoto che li attraversava al centro. A intervalli regolari, tra questi magneti noti come mwsamwsqdipoli, erano interposte le mwsgcavità a radiofrequenza che acceleravano le particelle e magneti più complessi necessari per guidare il fascio (mwswquadrupoli, sestupoli, ecc.).
Altri esperimenti
• mwvaCLOUD (mwvqCosmics Leaving OUtdoor Droplets) è un esperimento che ha lo scopo di studiare le relazioni tra mwvgraggi cosmici galattici e mwvwaerosol atmosferico in condizioni controllate.cite-ref-cloud-3-0[3] L'esperimento ha iniziato a operare nel novembre mwxa2009cite-ref-cern-4-0[4].
• mwygISOLDE (mwywIsotope Separator On Line DEvice) è un laboratorio in cui vengono prodotti mwzanuclei atomici mwzqradioattivi di mwzgisotopi pesanti, inviando protoni ad alta energia su targhette fisse di differenti elementi chimici, per studiarne le proprietà atomiche e nucleari e i possibili decadimenti esotici.
• AD (mw0aAntiproton Decelerator) è un mw0qanello di accumulazione che viene utilizzato per rallentare gli mw0gantiprotoni, successivamente inviati agli esperimenti che studiano l'mw0wantimateria e in particolare l'mw1aanti-idrogeno.
• mw3wAWAKE esperimento che indaga l'accelerazione del plasma wakefield usando un insieme di protoni come guida.
Successi scientifici
Alcuni importanti successi nel campo della fisica delle particelle sono stati possibili grazie agli esperimenti del CERN:
• Nel mw7g1984 il mw7wPremio Nobel per la fisica fu assegnato a mw8aCarlo Rubbia e mw8qSimon van der Meer per quest'ultima scoperta.
• Nel mw8w1992 il mw9aPremio Nobel per la fisica fu assegnato a mw9qGeorges Charpak "per l'invenzione e lo sviluppo dei rivelatori di particelle, in particolare della mw9gcamera proporzionale a multifili".
• Nel mw-a1995 la prima creazione di atomi di mw-qAnti-idrogeno nell'esperimento PS210 al mw-wLow Energy Antiproton Ring.
• Nel mw-q2012 la scoperta di un nuovo bosone compatibile con il mw-gbosone di Higgs, ha portato nel mw-w2013 al conferimento del mwaqaPremio Nobel per la fisica a mwaqePeter Higgs e mwaqiFrançois Englert.
Il CERN e l'informatica
Il primo computer arrivò al CERN nel mwaq01959, da allora i fisici cominciarono ad avvalersi di strumenti informatici. Per la fisica cominciò una nuova era di ricerca in cui gli esperimenti producevano una mole di dati tale da rendere impossibile la sola elaborazione umana. I fisici cominciarono a utilizzare su larga scala calcolatori e software per filtrare ed elaborare la montagna di dati alla ricerca degli eventi ritenuti significativi per l'esito degli esperimenti.
Successivamente si sperimentò il collegamento di più calcolatori fra di loro: fu la volta della prima mwaq8rete di computer. Nacque al CERN uno dei centri di calcolo più potenti, dedicato alle richieste sempre più esigenti dei nuovi esperimenti e della capacità sempre più spinta di mwaraacquisizione dati delle strumentazioni collegate ai nuovi acceleratori.
Dove è nato il Web
Il mwargWorld Wide Web è nato al CERN nel mwark1989, da un'idea di mwaroTim Berners-Lee e mwarsRobert Cailliau. Nacque come progetto marginale nel mwarw1980 chiamato ENQUIRE basato sul concetto dell'mwar4ipertesto (anche se Berners-Lee ignorava ancora la parola ipertesto). Con lo scopo di scambiare efficientemente dati tra chi lavorava a diversi esperimenti è stato introdotto al CERN nel mwar81989 con il progetto mwasaWorldWideWeb, il primo browser sviluppato sempre da Berners-Lee. Inoltre Tim Berners-Lee sviluppò le infrastrutture che servono il Web e cioè il primo mwaseserver web (funzionante con linguaggio mwasiHTML e protocollo mwasmHTTP).
Il 12 giugno 2019 il CERN annunciò l'avvio del progetto mwataMAlt (Microsoft Alternatives project): lo sviluppo di un software open source, mirato a sostituire il software di Microsoft. Gli scopi dell'iniziativa sono: evitare i costi divenuti insostenibili, riprendere il controllo del software di base, evitare la dipendenza da un fornitore.
Proprietà intellettuale
Essendo un'istituzione pubblica, il CERN ha nel proprio statuto sancita una politica di diffusione delle tecnologie senza scopo di lucro, ponendoli al servizio del progresso della scienza e del bene dell'umanità.
Pertanto, ricorre alla brevettazione in un numero molto limitato di casi.cite-ref-8[8]
Cultura
Spazi espositivi
Il CERN nel corso degli anni ha allestito musei e spazi espositivi con lo scopo di mostrare ai visitatori scopi, esperimenti e attrezzature del centro di ricerca. Gli spazi espositivi attualmente esistenti sono il mwatsmuseo Microcosm e il mwatwGlobo della Scienza e dell'Innovazione.
Il progetto Science Gateway
Nell’aprile 2019 la direttrice mwat8Fabiola Gianotti, il presidente di FCA mwauaJohn Elkann e l’architetto mwaueRenzo Piano hanno presentato Science Gateway: un nuovo centro espositivo dedicato alla divulgazione scientifica che avrebbe dovuto essere inaugurato nel 2022,cite-ref-9[9] quindi l'inaugurazione è avvenuta il 7 ottobre 2023.cite-ref-10[10]
Un laboratorio di pace
Al CERN persone da tutte le parti del mondo si incontrano, collaborano, discutono. Riescono a lavorare insieme persone provenienti da paesi in guerra tra loro, ad esempio israeliani e palestinesi. In questo senso il CERN è un mwauwlaboratorio di pace. L'art. 11 della sua Convenzione recita:«L'Organizzazione non si occuperà di lavori connessi a richieste di carattere militare, e i risultati del suo lavoro sperimentale e teorico saranno pubblicati o resi in altro modo generalmente accessibili.»cite-ref-11[11]
«Il CERN è stato fondato meno di 10 anni dopo la costruzione della
bomba atomica
. Penso che l'esistenza della bomba abbia avuto una grande importanza nel rendere possibile il CERN. L'Europa è stata teatro di violente guerre per più di duecento anni. Adesso, con la fondazione del CERN, abbiamo qualcosa di diverso. Spero che gli scienziati al CERN si ricordino di avere anche altri doveri oltre che proseguire la ricerca nella fisica delle particelle. Essi rappresentano il risultato di secoli di ricerca e di studio per mostrare il potere dello spirito umano, quindi mi appello a loro affinché non si considerino tecnici, ma guardiani di questa fiamma dell'unità europea, così che l'Europa possa salvaguardare la pace nel mondo.»
(Isidor Isaac Rabi, in occasione del trentesimo anniversario del CERN (1984))
Stati membri
Attualmente fanno parte del CERN 23 stati membri.
I 12 paesi fondatori del CERN sono:
• mwavo mwavsBelgio
• mwav4 mwav8Danimarca
• mwawi mwawmFrancia
• mwawy mwawcGermania (mwawg mwawkGermania Ovest all'epoca)
• mwaww mwaw0Grecia
• mwaxa mwaxeItalia
• mwaxm mwaxqJugoslavia, che esce dal CERN nel mwaxu1961
• mwaxc mwaxgNorvegia
• mwaxs mwaxwPaesi Bassi
• mwax4 mwax8Regno Unito
• mwayi mwaymSvezia
• mwayu mwayySvizzera
A questi si sono successivamente aggiunti:
• mwazc mwazgPortogallo nel mwazk1985,
• mwaba mwabeSlovacchia nel mwabi1993,
Budget 2024 [ 12 ]
| Stato membro | Contributo | Mio. CHF | Mio. EUR |
|---|---|---|---|
| Germania | 21,13 % | 253,2 | 265.3 |
| Regno Unito | 15,09 % | 180,8 | 189.5 |
| Francia | 13,43 % | 160,9 | 168.6 |
| Italia | 9,9% | 118,3 | 123.9 |
| Spagna | 7 % | 84 | 88 |
| Paesi Bassi | 4,68 % | 56 | 59 |
| Svizzera | 3,75 % | 44,9 | 47 |
| Polonia | 3,12 % | 37,4 | 39.2 |
| Belgio | 2,78 % | 33,4 | 35 |
| Svezia | 2,66 % | 31,9 | 33.4 |
| Norvegia | 2,19 % | 26,2 | 27.5 |
| Austria | 2,24 % | 26,8 | 28 |
| Israele | 2,22 % | 26,7 | 28,0 |
| Danimarca | 1,86 % | 22,2 | 23.3 |
| Finlandia | 1,35 % | 16,2 | 17 |
| Rep. Ceca | 1,35 % | 14,1 | 14,8 |
| Romania | 1,32 % | 15,8 | 16,5 |
| Portogallo | 1,10 % | 13,2 | 13,8 |
| Grecia | 0,99 % | 11,9 | 12.5 |
| Ungheria | 0,75 % | 8,9 | 9,3 |
| Slovacchia | 0,53 % | 6,4 | 6,7 |
| Bulgaria | 0,37 % | 4,4 | 4,6 |
| Serbia | 0,28 % | 3,4 | 3,5 |
mwapuCambio: 1 CHF = 1,05 EUR (30/03/2025)
Direttori generali
Il mandato dei direttori generali in genere dura 5 anni a partire dal 1º gennaio.
| Mandato | Direttori generali | Nazione |
|---|---|---|
| 1952-1954 | Edoardo Amaldi (segretario generale) | Italia |
| 1954-1955 | Felix Bloch | Svizzera |
| 1955-1960 | Cornelis Bakker | Paesi Bassi |
| 1960-1961 | John Adams (direttore ff) | Regno Unito |
| 1961-1965 | Victor Frederick Weisskopf | Austria |
| 1966-1970 | Bernard Gregory | Francia |
| 1971-1975 | Willibald Jentschke, John Adams | Austria , Regno Unito |
| 1976-1980 | Leon van Hove, John Adams | Belgio , Regno Unito |
| 1981-1988 | Herwig Schopper | Germania |
| 1989-1993 | Carlo Rubbia | Italia |
| 1994-1998 | Christopher Llewellyn Smith | Regno Unito |
| 1999-2003 | Luciano Maiani | San Marino |
| 2004-2008 | Robert Aymar | Francia |
| 2009-2015 | Rolf-Dieter Heuer | Germania |
| 2016-2020 | Fabiola Gianotti | Italia |
| 2021-2025 | Fabiola Gianotti | Italia |
| 2026–2031 | Mark Thomson | Regno Unito |
Onorificenze
Premio Principe delle Asturie per la ricerca scientifica e tecnica (Spagna)
—
29 maggio
2013
Note
cite-note-11. ↑ mwax4mwax8Luciano Canepari, mwayamwayeCern, in mwayimwaymIl DiPI: dizionario di pronuncia italiana, Bologna, Zanichelli, 1999, mwayqISBNmwayu 88-08-09344-1.
cite-note-22. ↑ mwayo(mwaysmwaywEN) mway0mway4CERN announces new start-up schedule for world's most powerful particle accelerator, su mway8press.web.cern.ch mwaza(archiviato dall'mwazeurl originale il 16 ottobre 2007).
cite-note-cloud-33. ↑ mwazu(mwazymwazcEN) mwazgmwazkSito ufficiale dell'esperimento CLOUD, su mwazocloud.web.cern.ch. mwazsURL consultato il 21 luglio 2015.
cite-note-cern-44. ↑ mwaz8(mwa0amwa0eEN) mwa0imwa0mCLOUD experiment provides unprecedented insight into cloud formation, su mwa0qpress.web.cern.ch, CERN-Press release PR15.11, 25 agosto 2011. mwa0uURL consultato il 20 luglio 2015.
cite-note-55. ↑ mwa0kmwa0omwa0ssito esperimento ALPHA, su mwa0walpha.web.cern.ch.
cite-note-66. ↑ mwa1amwa1emwa1iriga spettrale antimateria, su mwa1mmedia.inaf.it.
cite-note-77. ↑ mwa1cmwa1gmwa1kUna copia della prima pagina web creata da Berners-Lee, su mwa1ow3.org.
cite-note-88. ↑ mwa14mwa18mwa2aGeni Invisibili, il podcast di Massimo Sideri | Stagione 2, Episodio …, su mwa2earchive.is, 13 febbraio 2025. mwa2iURL consultato il 13 febbraio 2025.
cite-note-99. ↑ mwa2yElena Dusi, mwa2cmwa2gNasce Science Gateway, il nuovo centro divulgazione del Cern, su mwa2kla Repubblica, 8 aprile 2019. mwa2oURL consultato il 29 gennaio 2020.
cite-note-1010. ↑ mwa24Gianluca Dotti, mwa28mwa3aTutto su Science Gateway, il nuovo spazio immersivo del Cern dedicato alla divulgazione scientifica, su mwa3eWired, 7 ottobre 2023. mwa3iURL consultato l'8 ottobre 2023.
cite-note-1111. ↑ Pietro Greco, mwa3yFisica per la pace. Tra scienza e impegno civile, pag 72, 2018, Carrocci, Roma, ISBN 978 88 430 8578 1
cite-note-121. mwa3sFinal Budget of the Organization for the seventieth financial year 2024.
Altri progetti
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• Wikinotizie contiene l'articolo Il CERN osserva una nuova particella simile al protone ma molto più massiva e rara, 17 marzo 2026
Collegamenti esterni
• (EN) Sito ufficiale, su home.cern.
• (FR) Sito ufficiale, su home.cern.
• CERN (canale), su YouTube.
• citereftreccani-itCERN, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• citerefdizionario-delle-scienze-fisicheCERN, in Dizionario delle scienze fisiche, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1996.
• citerefenciclopedia-della-scienza-e-della-tecnicaGuido Altarelli, CERN, in Enciclopedia della scienza e della tecnica, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2008.
• citerefsapere-itCERN, su sapere.it, De Agostini.
• citerefatlante-geopolitico-2012European Organization for Nuclear Research (Cern), in Atlante Geopolitico, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2012.
• citerefatlante-geopolitico-2016European Organization for Nuclear Research, in Atlante Geopolitico, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2016.
• citerefdss(IT, DE, FR) CERN, su hls-dhs-dss.ch, Dizionario storico della Svizzera.
• citerefbritannica-com(EN) Christine Sutton, CERN, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• citerefopen-library(EN) Opere di CERN, su Open Library, Internet Archive.
• citereffoldoc(EN) Denis Howe, CERN, in Free On-line Dictionary of Computing. Disponibile con licenza mwa4mGFDL
• mwa4u(EN) Opportunità di lavoro al CERN, su jobs.web.cern.ch.
• mwa4c(EN) CERN Alumni, su alumni.cern.