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.
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. Kuruluşu
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.
Bilginin Sınırlarını zorluyor CERN ün Görevi E.g. Buüük patlamanın sırları kainatın ilk anlarında maddenin yapısı nasıldı? Hızlandırıcılar ve algıçlar için yeni teknolojiler Geliştiriyor İnformasyon teknolojisi Web ve GRID Tıp- tanı ve tedavi Insanlari 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 10 28 cm Today
Microskop ve Hızlandırıcılar E = mc 2 2/23/2014 9
Big Bang Proton Atom Radius of Earth Earth to Sun Radius of Galaxies LHC Universe Super-Microscope Study physics laws of first moments after Big Bang increasing Symbiosis between Particle Physics, Astrophysics and Cosmology AMS Planck VLT ALMA
Kosmic ışınlar ve LHC LHC deki pp carpismalarinin enerjisi ~ 10 17 ev Enerjideki kosmic isinlarin hava ile çarpışmasındaki enerjiye eşdeğerdir. Kosmik ışonlaron enerjileri ~ 10 20 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 10 17-18 ev 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 Scientists at CERN Academic Training Programme NEW: 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 CERN School of Physics Hungary, June 2013 Physics Students Summer Students Programme 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 Accelerating particle beams ~30 000 accelerators worldwide ~17 000 used for medicine Protons light ions Tumour Target X-ray protons >70 000 patients treated worldwide (30 facilities) >21 000 patients treated in Europe (9 facilities) Leadership in Ion Beam Therapy now in Europe and Japan Imaging Clinical trial in Portugal for new breast imaging system (ClearPEM) PET Scanner Detecting particles
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
22 LHC Deneyleri ATLAS CMS Study of pp collisions 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 µ Magnetic character 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 (Straw- Tubes, Si), SPD (scinitll. Pads), Preshower, ECAL (lead scintillator) HCAL(steel scintillator), Muon stations (MWPCs) 2/23/2014 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 Katki tipi Personel Bir iki istisna disinda uye ulke vatandasi CERN Altyapi CERN + uye ulkelerden hibe Hizlandiricilar ARGE, Kurulus, bakim + isletim Deneyler Kurulus, bakim + isletim Egitim programlari Uye ulkeler icin + Bir miktar misafir CERN + uye olmuyan ulkelerden katki CERN + Deneylere katilan kurumlar CERN + Ek kontenjan ve misafirler icin milli fonlar Parca ve is gucu Ev sahipligi, personel, nakit ve parca Nakit, parca ve isgucu 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 2 Institutions Ankara University 1 Bogazici University 2 CMS 4 Institutes Cukurova University 3 Middle East Technical University Bogazici University 4 Istanbil Teknik University Contribution to the Inner Detector (TRT) Innovative technologies developed Mechanics for forward hadron calorimeter 1 Dumlupinar U., Gazi U., TOBB U.,TAEA 2 Dogus U., Gaziantep U., Istanbul Univ. LHCb 1 Institution Celal Bayar University ALICE 2 Institutions KTO Karatay University Yildiz Technical University 3 Kahraman Maras U., Mersin U., Tokat U.,Cag U. 4 Izmir Yuksek Teknoloji Enstitusu., Kars U.,
Teşekkürler! Accelerating Science and Innovation