Деньги на атомы
За любым ускорителем или телескопом стоит целый город: лаборатории, километры тоннелей и дорог, а также тысячи людей, которые все это обслуживают. Содержание столь масштабных проектов требует ежегодных миллиардных инвестиций. В этом материале на примере Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), где находится Большой адронный коллайдер (БАК), разберемся, откуда берутся такие деньги — а в следующей части поговорим, куда они уходят.
Большой адронный коллайдер — это комплекс ускорителей и несколько детекторов частиц, каждый размером с многоэтажный дом. Установка находится глубоко под землей и представляет собой кольцевой тоннель длиной 27 километров. На строительство только БАК потратили около 5 миллиардов евро.
Однако ускорители и детекторы — лишь часть Европейской организации по ядерным исследованиям, которая расположена на границе Франции и Швейцарии. Она занимает внушительную площадь, сравнимую с Гибралтаром, Сан-Марино или тремя Монако.
В инфраструктуре ЦЕРН — более 700 зданий: лаборатории, цеха и центры управления. Территорию пересекают 55 километров дорог, а пятая часть всей площади отведена под зеленые зоны: парки и зоны для отдыха.
При этом основная инфраструктура размещена под землей. Здесь находятся 460 объектов, включая 57 глубоких шахт (некоторые уходят на десятки метров вниз). Общая длина всех подземных тоннелей — около 65 километров. В этих коридорах и происходят главные эксперименты.
Сотрудник службы безопасности проходит по новым тоннелям HL-LHC Agis Petropoulos / CERN Document Server
Год от года рабочий бюджет ЦЕРН варьируется. Например, в 2023 году он составил 1,485 миллиарда, а в 2024 — 1,457 миллиарда швейцарских франков. Но кто ежегодно вкладывает такие деньги в ее поддержку и развитие? Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим на финансовые поступления за прошлый год.
Взносы стран
В ЦЕРН входят 25 стран-членов, которые финансируют работу организации, помогают ее развивать и участвуют в управлении. Размер взноса пересматривается каждые пять лет и зависит от валового национального дохода каждой страны. В 2024 году эти государства внесли в бюджет 1,2 миллиарда швейцарских франков. Наибольший вклад принадлежит Германии (21 процент от общего взноса всех стран-членов ЦЕРН), Великобритании (15 процентов), Франции (13 процентов) и Италии (10 процентов). Швейцария, на территории которой расположена штаб-квартира ЦЕРН, инвестирует около 3,7 процента этой суммы.
Отдельная строка финансирования — взносы стран, которые считаются ассоциированными членами. Всего их девять, и инвестируют они существенно меньше: примерно 33,5 миллиона швейцарских франков. Больше всего вкладывается Индия, которая в 2024 году внесла 14 процентов от общей суммы.
Помимо обязательных взносов в бюджет, страны-участники выделяют средства на отдельные проекты. В последние годы все больше денег инвестируется в создание Большого адронного коллайдера высокой светимости (High Luminosity Large Hadron Collider, HL-LHC) — запланированное улучшение БАК. Новая установка позволит быстрее собирать экспериментальные данные (подробнее об этом мы рассказывали в материале «Стойкий оловянный магнит»). В 2024 году проект получил 18,5 миллиона швейцарских франков — при этом всего годом ранее было выделено в два раза меньше.
Ещё 11,7 миллиона швейцарских франков ЦЕРН получила от институтов-партнеров, которые выделили эти деньги на программу High-Field Magnets по разработке сверхпроводящих магнитов с рекордно высокой индукцией магнитного поля (более 16 тесла), эксперимент AWAKE, в котором пытаются разогнать электроны на очень коротких дистанциях с помощью протонных пучков и плазмы, а также ускорительный комплекс FAIR для генерации интенсивных пучков антипротонов и ионов при экстремальных энергиях и плотностях.
Некоторые страны отдельно финансируют нейтринную платформу ЦЕРН — исследовательскую и инфраструктурную инициативу для поддержки крупнейших в мире экспериментов по изучению нейтрино. В 2024 году Швейцария вложила 1,1 миллиона швейцарских франков на развитие установки Long-Baseline Neutrino Facility — комплекса для эксперимента DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), который обеспечивает точную доставку нейтрино для изучения их свойств.
Также ЦЕРН получает взносы от ЕС на различные проекты, включая R&D ускорителей и детекторов; разработку технологий энергоэффективности — от высокоэффективных компонентов и ИИ-систем управления энергопотреблением до внедрения возобновляемых источников энергии; исследования и разработки в области радионуклидов (радиоактивных изотопов) — создание и совершенствование методов их получения, изоляции и применения; а также в области высокопроизводительных вычислений — разработку архитектур, алгоритмов и инфраструктуры для обработки и анализа огромных массивов научных данных. В 2024 году эти взносы достигли 9,1 миллиона швейцарских франков.
Трансфер знаний и коммерческие партнерства
Европейская организация по ядерным исследованиям не только получает финансирование, но и зарабатывает сама — например, через проект по передаче знаний.
Так, на базе ЦЕРН разрабатывают пиксельные детекторы Timepix3, которые используют в медицинской визуализации, космической дозиметрии, анализе материалов и реконструкции траекторий частиц. В будущем планируется разработать два новых чипа: Medipix4 — для спектроскопической рентгеновской визуализации с частотой, совместимой с медицинскими КТ-сканами, и Timepix4, который поможет идентифицировать и отслеживать частицы с высокой пространственной и временной точностью.
В области онкологии ЦЕРН совместно с Университетской больницей Лозанны развивает FLASH-радиотерапию. Вместе они работают над методом доставки мощной дозы радиации в опухоль за доли секунды, минимизируя повреждение здоровых тканей. Этот подход полезен для лечения устойчивых образований. Важную роль играет и установка CERN-MEDICIS (MEDical Isotopes Collected from ISOLDE) — масс-сепаратор и коллектор для производства редких медицинских изотопов, таких как радий-225, применяемых для диагностики и прицельного облучения пораженных клеток. Определенные изотопы можно получить только в ЦЕРН. Готовые молекулы отправляют в партнерские больницы и исследовательские центры для клинических и научных исследований.
Проект UMBRELLA — инициатива ЕС, направленная на развитие новых практик лечения инсульта — использует платформу федеративного обучения CAFEIN, разработанную в ЦЕРН. Она позволяет организациям совместно создавать надежные модели анализа и прогнозирования на разнородных медицинских данных. Еще один проект, STELLA (Smart Technologies to Extend Lives with Linear Accelerators), создает радиотерапевтические установки для стран с низким и средним уровнем дохода.
Работает ЦЕРН и с различными экологическими проектами: подбирает оптимальные марки стали для термоядерных электростанций, разрабатывает передовую модель атмосферы с использованием стохастических подходов и машинного обучения и с помощью ИИ мониторит загрязнения океана пластиком.
Кроме того, отдельным источником доходов считается работа исследовательской лаборатории OpenLab, которая сотрудничает с промышленными и академическими партнерами и разрабатывает технологии в области вычислений и программного обеспечения. Ключевые партнеры OpenLab — Intel, IBM, Oracle, Huawei, Microsoft Azure, Google Cloud и MIT. OpenLab, например, разрабатывает новую архитектуру памяти CXL для ускоренной обработки данных, тестирует ИИ для обнаружения событий-аномалий на БАК в режиме реального времени и создает платформы для моделирования и прогнозирования экологических процессов.
Сейчас OpenLab вступает в восьмую фазу развития и выходит за пределы исследований в области физики высоких энергий. В 2024 году от работы OpenLab ЦЕРН получила 600 тысяч швейцарских франков. Сумма может показаться скромной на фоне годового бюджета, однако проект важен в глобальном контексте развития технологий.
Таким образом, общая сумма денег, которую ЦЕРН зарабатывает на проектах трансфера знаний и коммерческих партнерствах, в 2024 году составила 3,5 миллиона швейцарских франков.
Зарплаты и налоги
Не всем сотрудникам организация выдает зарплату из собственного кармана. Часто работу персонала частично или полностью оплачивают внешние организации: научные институты, исследовательские центры, университеты и промышленные партнеры. Таких организаций — более 600. Они находятся не только в странах, которые являются официальными или ассоциированными членами ЦЕРН, но и во многих других, включая США, Россию, Японию, Китай, Сингапур, Новую Зеландию и Таиланд. В 2024 году по этой статье ЦЕРН получила 19,7 миллиона швейцарских франков.
Еще 38 миллионов швейцарских франков в бюджет поступило от системы внутреннего налогообложения. Проекты, отделы или лаборатории ЦЕРН вносят часть средств в общий фонд в виде «внутреннего налога». Из этих денег финансируются научные исследования и административные расходы, а также поддержание и развитие инфраструктуры.
Пожертвования
В 2023 году ЦЕРН запустил образовательный и научно-популярный проект Science Gateway. Его общая стоимость оценивается примерно в 100 миллионов швейцарских франков, полностью обеспеченных за счет пожертвований. Сейчас в здании Science Gateway проводят открытые лекции, а журнал TIME включил Science Gateway в топ-100 мест для посещения.
Главным донором этого проекта выступает Фонд Stellantis (Италия и Франция) — международная филантропическая инициатива крупного автоконцерна, ориентированная на образование в области STEM и поддержку молодежи. Также крупный вклад внесли некоторые благотворительные фонды Швейцарии, Дании и других стран.
***
Считаем. Наиболее стабильный источник дохода — это взносы официальных стран-участников и ассоциированных членов, которые составляют порядка 90 процентов бюджета (1,255 миллиарда швейцарских франков). Оставшиеся 10 процентов (183 миллиона швейцарских франков) поступают от партнерских инвестиций в различные проекты, программы трансфера знаний, внутреннего налогообложения и других источников.
Суммарно годовой бюджет мегасайнс-проекта встает в один ряд с небольшими европейскими странами, такими как Мальта или Люксембург. При этом, чтобы финансирование продолжалось, Европейской организации ядерных исследований необходимо постоянно доказывать свою эффективность, целевое расходование вложенных средств. В следующем блоге мы разберемся, на что и как ЦЕРН распределяет финансы — к счастью, её бюджет всегда открыт для изучения...
/Это блог члена коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере и сотрудника научно-исследовательского вычислительного центра МГУ Марии Григорьевой, в котором она рассказывает про меганаучные проекты.../.
Серия сообщений "Наука (5)":
Часть 1 - О сеансе №1 на ускорительном комплексе NICA
Часть 2 - Байкал: капсула времени человечества
...
Часть 19 - Новый научный центр, новые установки
Часть 20 - Откуда берётся масса? ответ может дать JUNO
Часть 21 - Как живёт Большой адронный коллайдер
Часть 22 - Предстоит год моделирования жизни на Марсе
Часть 23 - Лазерный луч рождает вселенные?
...
Часть 47 - «Такой тоннель пропадает» - подумали в ИЯИ
Часть 48 - Вселенная без начала и конца?
Часть 49 - Программа Muon G-2 принесла успех физикам
Взносы стран
