The 2025 Breakthrough Prize in Fundamental Physics is awarded to co-authors of publications based on CERN’s Large Hadron Collider Run-2 data released between 2015 and July 15, 2024, at the experimental collaborations ATLAS, CMS, ALICE and LHCb.

About LHC and Its Operation:

The Large Hadron Collider is the world’s most powerful particle accelerator.

It is operated by CERN and enables high-energy proton and heavy-ion collisions.

The LHC is used to explore the structure of matter at the smallest scales.

India’s Historical Collaboration with CERN:

India’s engagement with CERN began in the 1960s, with early experiments using pion and kaon beams.

In the 1980s, Indian scientists contributed to L3 experiment in the LEP accelerator.

During the 1990s, Indian groups developed a photon multiplicity detector for heavy-ion experiments.

Formal Agreements and Status with CERN:

In 1991, India (via DAE) signed a cooperation agreement with CERN.

A Memorandum of Understanding (MoU) was signed in 2009 to expand collaboration.

India was granted “Observer” status at CERN in 2002.

India became an Associate Member State of CERN in 2017.

India’s Contribution to LHC Infrastructure:

Indian teams helped in building high-precision cryogenics and superconducting magnets.

Components like collimators and vacuum chambers were designed by Indian institutes.

Radio-frequency systems and beam instrumentation also saw Indian involvement.

Indian Role in ALICE and CMS Experiments:

Indian scientists were deeply involved in ALICE and CMS experiments.

ALICE team developed the Photon Multiplicity Detector and Muon Spectrometer.

CMS team contributed Resistive Plate Chambers (RPCs) and Hadron Outer Calorimeter.

India participated in trigger systems and data acquisition development for CMS.

Scientific and Academic Contributions:

India supported over 110 Ph.D. theses using LHC data during Run 2.

More than 130 peer-reviewed journal publications were based on CMS and ALICE data.

Indian scientists led analyses in Higgs boson and quark-gluon plasma studies.

Breakthrough Science Award 2025 and Recognition:

The 2025 Breakthrough Prize was awarded to CERN collaborations ATLAS, CMS, ALICE, and LHCb.

A total of $3 million was awarded for future doctoral research grants at CERN.

Indian scientists’ role in ALICE and CMS was recognized as critical and historic.

Training and Infrastructure Support from India:

Indian institutes provide Tier-2 computing for Worldwide LHC Computing Grid (WLCG).

Centres at TIFR-Mumbai and VECC-Kolkata offer 12 PB storage and 17,400 cores computing.

India developed software like GRIDVIEW (monitoring) and SHIVA (issue tracking).

Cultural Significance and Symbolism:

In June 2004, India gifted a 2m statue of Shiva Nataraja to CERN.

The statue symbolizes the cosmic dance of particles and modern physics.

A quote by Fritjof Capra links ancient Indian art with quantum discoveries.

Ongoing and Future Contributions:

Indian scientists are contributing to FoCal detector for direct photon measurement.

CMS Phase-2 upgrade includes Indian work on Outer Tracker and GEM detectors.

High Granular Calorimeter (HGCAL) and Trigger systems are also being upgraded by India.

लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर

2025 का फंडामेंटल फिजिक्स में ब्रेकथ्रू पुरस्कार, 2015 से 15 जुलाई, 2024 के बीच जारी किए गए CERN के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर रन-2 डेटा पर आधारित प्रकाशनों के सह-लेखकों को दिया जाता है, जो प्रयोगात्मक सहयोग एटलस, सीएमएस, एलिस और एलएचसीबी द्वारा किया जाता है।

LHC और इसका संचालन:

Large Hadron Collider दुनिया का सबसे शक्तिशाली कण त्वरक है।

इसका संचालन CERN द्वारा किया जाता है और यह उच्च ऊर्जा प्रोटॉन और हैवी-आयन टकराव को संभव बनाता है।

LHC का उपयोग पदार्थ की आंतरिक संरचना को सूक्ष्म स्तर पर समझने के लिए किया जाता है।

CERN के साथ भारत का ऐतिहासिक सहयोग:

भारत का CERN से जुड़ाव 1960 के दशक में हुआ जब वैज्ञानिकों ने पायन और किऑन बीम पर प्रयोग किए।

1980 के दशक में, भारतीय वैज्ञानिकों ने LEP त्वरक में L3 प्रयोग में योगदान दिया।

1990 के दशक में, भारतीय समूहों ने हैवी आयन प्रयोगों के लिए फोटॉन मल्टिप्लिसिटी डिटेक्टर विकसित किया।

CERN के साथ औपचारिक समझौते और स्थिति:

1991 में भारत (DAE के माध्यम से) ने CERN के साथ सहयोग समझौता किया।

2009 में एक स्मरणपत्र (MoU) पर हस्ताक्षर हुए जिससे सहयोग का विस्तार हुआ।

भारत को 2002 में CERN में “पर्यवेक्षक” (Observer) की स्थिति प्राप्त हुई।

भारत 2017 में CERN का एसोसिएट सदस्य बना।

LHC के ढांचे में भारत का योगदान:

भारतीय टीमों ने सटीक क्रायोजेनिक सिस्टम और सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के निर्माण में सहायता की।

भारत ने कोलिमेटर और वैक्यूम चैंबर जैसे घटकों को डिजाइन और निर्मित किया।

रेडियो-फ्रीक्वेंसी सिस्टम और बीम उपकरण में भी भारतीय भागीदारी रही।

ALICE और CMS प्रयोगों में भारत की भूमिका:

भारतीय वैज्ञानिकों ने ALICE और CMS प्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

ALICE टीम ने फोटॉन मल्टिप्लिसिटी डिटेक्टर और म्यूऑन स्पेक्ट्रोमीटर का निर्माण किया।

CMS टीम ने रजिस्टिव प्लेट चैंबर्स (RPCs) और हैड्रॉन आउटर कैलोरीमीटर में योगदान दिया।

CMS में ट्रिगर सिस्टम और डेटा अधिग्रहण प्रणाली में भी भारतीय भूमिका रही।

वैज्ञानिक और शैक्षणिक योगदान:

भारत ने LHC डेटा के माध्यम से 110 से अधिक पीएचडी शोध कार्य को समर्थन दिया।

130 से अधिक पीयर-रिव्यू अनुसंधान पत्र ALICE और CMS डेटा पर आधारित थे।

भारतीय वैज्ञानिकों ने हिग्स बोसॉन और क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा के अध्ययन में नेतृत्व किया।

ब्रेकथ्रू साइंस पुरस्कार 2025 और मान्यता:

2025 का Breakthrough Prize CERN के ATLAS, CMS, ALICE और LHCb को प्रदान किया गया।

कुल $3 मिलियन का पुरस्कार भविष्य के डॉक्टोरल रिसर्च अनुदान के लिए प्रदान किया गया।

भारतीय वैज्ञानिकों की ALICE और CMS में भूमिका को महत्वपूर्ण और ऐतिहासिक माना गया।

प्रशिक्षण और बुनियादी ढांचे का समर्थन:

भारत ने Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) के लिए Tier-2 कम्प्यूटिंग प्रदान की।

TIFR-मुंबई और VECC-कोलकाता में 12 PB संग्रहण और 17,400 कोर कम्प्यूटिंग की सुविधा है।

भारत ने GRIDVIEW (निगरानी) और SHIVA (समस्या ट्रैकिंग) जैसे सॉफ़्टवेयर विकसित किए।

संस्कृतिक महत्व और प्रतीकात्मकता:

जून 2004 में भारत ने CERN को 2 मीटर ऊंची शिव नटराज की मूर्ति भेंट की।

यह मूर्ति कणों के नृत्य और आधुनिक भौतिकी के बीच गहरे संबंध को दर्शाती है।

भौतिक विज्ञानी फ्रिटजॉफ कैपरा के उद्धरण ने मिथकों और विज्ञान को जोड़ा।

वर्तमान और भविष्य की भागीदारी:

भारत ALICE के FoCal डिटेक्टर में योगदान दे रहा है जो फॉरवर्ड रैपिडिटी पर मापन करेगा।

CMS Phase-2 में भारत Outer Tracker और GEM डिटेक्टर जैसे घटकों को अपग्रेड कर रहा है।

भारत High Granular Calorimeter (HGCAL) और ट्रिगर सिस्टम में भी सक्रिय भूमिका निभा रहा है।