El setembre de 1954, en una Europa en reconstrucció després de la devastadora Segona Guerra Mundial, el laboratori CERN va iniciar la seua activitat en la frontera franc-suïssa. El Consell Europeu per a la Investigació Nuclear va ser creat en una resolució de la conferència general de la Unesco a París en 1951, impulsat per uns quants científics eminents com ara Robert Oppenheimer, Louis de Broglie, Niels Bohr, Isaac Rabi… així com diversos diplomàtics visionaris, que creien fermament que Europa, que havia sigut el bressol de la física moderna, havia de recuperar la seua posició de lideratge, i això només es podria fer en col·laboració. El pla d’aquest consell era desenvolupar el projecte d’un laboratori europeu per a la investigació en física subatòmica, que en aquell moment se centrava en la física nuclear. Durant setanta anys, els experiments del CERN han sigut líders en l’exploració dels constituents més bàsics de la matèria, i han establert el model estàndard de partícules com a la teoria quàntica que explica amb una precisió espectacular els fenòmens físics a l’escala més petita que hem pogut explorar fins avui.
El CERN explora el món subatòmic mitjançant l’estudi de la col·lisió de partícules cada vegada a una energia més alta. Per a fer-ho, cal accelerar-les fins que assoleixen velocitats pròximes a la velocitat de la llum. Això s’aconsegueix mitjançant camps electromagnètics que mantenen les partícules movent-se en trajectòries circulars i accelerant-se un poc més en cada volta. Així, el CERN ha anat construint gradualment col·lisionadors circulars cada vegada més grans, que s’alimenten els uns als altres. El primer va ser el Proton Synchrotron (PS), o sincrotró de protons, de 140 metres de diàmetre, en 1959; després el Super Proton Synchrotron (SPS), o supersincrotró de protons, de 7 km de longitud, en 1976. El col·lisionador d’electrons i positrons, Large Electron-Positron (LEP), en 1989, va requerir construir un túnel de 27 km de longitud a uns 100 metres sota terra, l’obra civil més gran de l’època. Aquest mateix túnel es va usar posteriorment per a accelerar i col·lidir protons en el Large Hadron Collider (gran col·lisionador d’hadrons), que continua en funcionament, i que encara serà millorat en l’anomenada fase d’alta lluminositat (HL-LHC) que operarà a partir de 2029 durant almenys deu anys més. El CERN està explorant la possibilitat de construir un túnel d’uns 90 km per a albergar un futur col·lisionador circular.
No són pocs els descobriments científics associats el CERN, en tots i cadascun dels acceleradors construïts. El descobriment dels corrents neutres en el PS en 1973 va suposar un pas fonamental en la comprensió de la força electrofeble; l’observació dels mediadors d’aquesta interacció en 1983 en l’SPS, els bosons W i Z, va confirmar definitivament el model estàndard. El col·lisionador LEP va confirmar l’existència de tres famílies de leptons i de quarks. La partícula més misteriosa del model estàndard, el bosó de Higgs, responsable que totes les partícules tinguen massa i que va ser predita dècades abans, va ser descoberta en l’LHC poc després d’engegar-lo, en 2012. Tots aquests descobriments han sigut mereixedors de diversos premis Nobel.
Inserció del detector semiconductor de traces (SCT) d’ATLAS del CERN, construït amb la participació de l’IFIC, dins del gran detector ATLAS. S’aprecia també el calorímetre detector d’hadrons d’ATLES al qual també va contribuir l’IFIC.
La tecnologia dels acceleradors de partícules explora també la frontera del possible en imants superconductors, tecnologia de buit i detectors de radiació, motiu pel qual qualsevol avanç necessari per a la física de partícules és també un avanç tecnològic amb potencials aplicacions en altres àrees. Un dels avanços més notables del CERN va ser la invenció de la cambra de fils per Charpak, que va revolucionar la detecció de partícules. Molts dels desenvolupaments del CERN han trobat aplicacions en imatge i tractament mèdic.
Durant setanta anys, el CERN no només ha sigut pioner en la recerca científica en física fonamental, sinó que ha anat molt més enllà: ha establert un model exitós de col·laboració global, en el qual s’ha aconseguit separar les decisions sobre projectes dels interessos nacionals, gràcies a uns principis fundacionals que prohibeixen qualsevol connexió amb les tecnologies militars i inclouen un compromís ferm per la ciència oberta. El CERN té per objectiu l’avanç del coneixement i tots els seus resultats científics i desenvolupaments tecnològics han de ser publicats o fets públics per al benefici general. Així, la invenció més cèlebre del CERN, la World Wide Web, la base d’internet, va ser posada a disposició de la societat immediatament a cost zero.
Espanya va ser el catorzè país a entrar a formar part del CERN en 1961, en un moment en què la física de partícules i nuclear a Espanya era quasi inexistent. Una excepció era l’Institut de Física Corpuscular, a València, sota la direcció de Joaquín Catalá, que havia importat, després d’una estada al Regne Unit, la tècnica d’emulsions fotogràfiques per a detectar les partícules produïdes en acceleradors i reactors nuclears. Per raons suposadament pressupostàries, Espanya va abandonar el CERN en 1968, decisió que va obligar una incipient generació de físics nuclears i de partícules a emigrar per a formar-se a l’estranger. Quinze anys després, en 1983, Espanya va tornar a entrar en el CERN i aquesta vegada es va impulsar un pla mobilitzador de la física d’altes energies amb estàndards internacionals que va permetre consolidar aquesta àrea d’investigació al país. En 1985 l’IFIC es va convertir en un centre mixt del CSIC i la Universitat de València i va anar atraient talent fins a esdevenir un centre de primer nivell internacional. En 2024 l’IFIC ha revalidat la seua acreditació de Centre d’Excel·lència Severo Ochoa.
La cooperació científica internacional i pacífica en el CERN durant setanta anys ha constituït un model d’èxit i ha de ser la via per a afrontar els nous i formidables reptes del futur, per mitjà de la ciència bàsica i la tecnologia.
