Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Svenska Lärare på CERN Christophe Clément (Stockholms Universitet)

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Svenska Lärare på CERN Christophe Clément (Stockholms Universitet)"— Presentationens avskrift:

1 Svenska Lärare på CERN Christophe Clément (Stockholms Universitet)

2 Översikt 1. Varför bygger vi LHC & ATLAS experimentet? 2. Hur funkar ATLAS experimentet? 3. Material

3 Varför bygger vi LHC & ATLAS experimentet?

4 Minsta beståndsdelar 1932 Materians minsta beståndsdelar...

5 Particle zoo BARYONS Δ ++, Δ +, Δ 0, Δ − Delta Λ 0 Lambda (strange!) Σ +, Σ 0, Σ − Sigma (strange!) Ξ 0, Ξ − Ksi (very strange!) Mesons π + π − π 0 Pions K+K+ K−K− K0K0 Kaons η Eta η' Eta-Prime ρ + ρ − ρ o Rho φ Phi What was the underlying structure ?

6 Partikelfysikens ”Standard Modell” Bosoner= kraftmedlare Fermioner = materia

7 Naturens krafter och kraftförmedlare

8 Big bang Particle Physics pushes the limit of knowledge towards shorter times t=0 t~10 µs t~1 ms

9 The reconstruction of the History of the Universe Universum blir genomskinlig 2.7 K CMB Energin hos LHC kollisioner En enda kraft? Big bang

10 Förening av naturens krafter? String theory? Kraftens styrka Energi

11 Standard modellen - Väldigt nogranna numeriska förutsägelser - Föklarar ett väldigt brett spektrum av verkligheten Men - Partiklarna är masslösa utan Higgs bosonen - Hierarki problem: varför är partikel massorna så små jämfört med föreningen - ~20 fundamentala parametrar (1 för Newtons gravitations teori) - ingen gravitation Hitta Higgs bosonen! Standard Modellen  Icke slutlig teori  Väntar på nya fenomen vid LHC energin

12 Tips från Universum … Evidence for Dark Matter (1933)

13 Mörk materia MORE EVIDENCE FOR “DARK MATTER” One central mass (Sun) Orbital speed vs Distance from center (Kepler - expect r -1/2 dependence) Milky Way

14 Universe GRAVITATIONAL LENSING AND EVEN MORE EVIDENCE FOR “DARK MATTER”

15 Universums utvidgning accelerar Evidence for Dark Energy

16 Mörk energi: accelererad utvigdning

17 Universums totalla innehåll The most precise observation today (WMAP)

18 Universum när den var år gammal

19 Composition of the cosmos Produktion av detta vid LHC? Tips om vad detta kan vara?

20 Supersymmetry The most precise observation today (WMAP) Starta fråm Standard modellen Lägg till 1 Susy partner per SM partikel

21 Lättaste SUSY partikel stabil = - växelverkar svagt - tung - hints från astropartikelfysik WIMP MASS GeV Bremsstr. Extragal. IC WIMPS 00 Blue: WIMP mass uncertainty From EGRET, 2005 Löser hierarki problemet Kraftförening Asymmetri mellan materia och anti materia Förre Ursprunglig mat+antimat Nu Sträng teorier behöver SUSY för att kunna innehålla materiapartiklar Frågor som olika teorier (som Susy) försöker besvara. LHC mål: besvara dessa frågor

22 Fysik Motivering foer ATLAS Higgs boson Kan man producera mörkmateria i labbet? Vad aer mörkmateria? Supersymetri? Partiklar som propageras in andra dimensioner (Kaluza Klein)? Ett helt zoo av möjligheter.... Gravitation och andra krafter förenas vid ~TeV skalan? Icke elementära kvarkar och leptoner? Varför finns det 3 kvark/lepton familjer? Hur lägger vi in gravitation i bilden? Varför finns det ingen antimateria kvar?... Fysik Motivering foer ATLAS Higgs boson Kan man producera mörkmateria i labbet? Vad aer mörkmateria? Supersymetri? Partiklar som propageras in andra dimensioner (Kaluza Klein)? Ett helt zoo av möjligheter.... Gravitation och andra krafter förenas vid ~TeV skalan? Icke elementära kvarkar och leptoner? Varför finns det 3 kvark/lepton familjer? Hur lägger vi in gravitation i bilden? Varför finns det ingen antimateria kvar?...

23 Hur funkar ATLAS experimentet vid LHC?

24 Large Hadron Collider (LHC) = Stor Hadron Kolliderare (27km) p-p med 14 TeV Large Hadron Collider (LHC) = Stor Hadron Kolliderare (27km) p-p med 14 TeV Hadron = Partiklar som består av kvarkar tex: protoner, och bly kärnor (= många protoner och neutroner) Hadron = Partiklar som består av kvarkar tex: protoner, och bly kärnor (= många protoner och neutroner) ATLAS ALICE LHC-B CMS

25

26

27 Spårdetektorer Elektron, foton, hadron detektorer (Kalorimeter)

28

29 ATLAS Spårdetektor Syftet Hitta spåren av laddade partiklar Rörelsemängd och laddning Kollisionspunktens exakta position Vilken typ av kvark skapade spåret?... Syftet Hitta spåren av laddade partiklar Rörelsemängd och laddning Kollisionspunktens exakta position Vilken typ av kvark skapade spåret?... p p Kisel detektorer kiselpixlar och 'remsor'... ~80 Megapixlar kamera 40 miljoner 'kort' per sekund Kisel detektorer kiselpixlar och 'remsor'... ~80 Megapixlar kamera 40 miljoner 'kort' per sekund

30 Kosmiska myoner i ATLAS på riktigt... Kosmiska myoner i ATLAS på riktigt... Med magnetfält

31

32 ATLAS Kalorimetrar En kalorimeter maeter den totalla energin hos en partikel genom att absorbera den. En kalorimeter maeter den totalla energin hos en partikel genom att absorbera den. Mäta energi och riktning hos elektroner, fotoner, hadroner

33 Elektromagnetiska kalorimetern fotoner & elektroner Elektromagnetiska kalorimetern fotoner & elektroner Hadroniska kalorimetern Hadroniska kalorimetern

34 Partikelskur i en kalorimeter Partikelskur i en kalorimeter Grundprincipen för energimätning med en kalorimeter 1.Inkommande partikel med energi E o ger en skur (i absorbern) av N sekundära partiklar 2.Skuret stannar när dem sekundära partiklarna når en låg energi E s. 3.Alla 'låg' energi sekundära partiklar ger ungefär samma utslag U= k x E s 4.Kalorimetern mäter Etot = N x U = N x k E s ~ E o, k = kalibreringskonstant. Beroende på partikel typen (hadron eller elektron/foton) går skuret olika djupt, och s varierar också kalibreringen.

35 ATLAS Myon Spektrometer

36 Efter kalorimetrarna, endast myoner kvar, resten blir abosrberad innan. Myonerna laemnar traeffar efter sig. Magnetfaelt ger roerelsemaengd maetning (+ laddningen) Efter kalorimetrarna, endast myoner kvar, resten blir abosrberad innan. Myonerna laemnar traeffar efter sig. Magnetfaelt ger roerelsemaengd maetning (+ laddningen)

37 Studera sällsynta processer => 40 miljoner kollisioner/s En kollision = 1.5MB data 40 miljoner kollisioner/s = x 1.5 MB = MB/s = Terabyte/s(= stor hårddisk/s eller ~1000 CD/s) = För mycket eftersom vi kommer att ta data i ~10 år. Det mesta aer kändfysik, p-p kollisioner där man producerar inget annat än väl kända hadroner. Strategi= filtrera bort ointressanta kollisioner Data lagring

38 CERN Computing Center: Första steget i data processering och lagring CERN Computing Center: Första steget i data processering och lagring World Wide Grid Filtrering

39 Svenska Lärare på CERN Litet material om ATLAS för lärare och elever

40 Svenska Lärare på CERN Europeiska Partikelfysik ”Masterclasses” 2005 och 2006 Organiseras av EPPOG (European Particle Physics Outreach group) En vecka om partikelfysik för studenterna i Europa 60 europeiska institut 3000 studenter varje år 18 länder (+ US 2006) En dag utbilding för lärarna Information material Broschyrer från CERN and DESY (Erik Johansson ) CD med partikelfysik Videokonferens med CERN om dataanalys Fortsätter naesta aar Man måste söka och det händer på ett universitet Stockholm, Uppsala, Lund

41 Svenska Lärare på CERN Med ATLAS Studentutmaningen kan gymnasieelever delta i analysen av ATLAS data, genom att studera riktiga kollisioner mha riktiga analysverktyg. Under utveckligen Kontakt person I Sverige: Erik Johansson (Stockholms Universitet )

42 Svenska Lärare på CERN Hands on CERN... Utforska materians minsta beståndsdelar i flera lektioner... Använd data från DELPHI experimentet Finns på svenska Webb-baserad utbildningspriser 2004 & 2005

43

44 Svenska Lärare på CERN Andra intressanta länkar ATLAS experimentet för allmänheten Bilder, broschyrer, animefilmer (vinnare av 4 internationella priser) Om hur man bygger detektorn, hur man detekterar partiklar, Hur man analyserar data QuarkNet: Particle adventure

45 Svenska Lärare på CERN Fysik- så funkar det! (Fy1200) God och dålig vetenskap (Fy6080) The physics of music (Fy1140) Materiens minsta byggstenar (Fy1530) Naagra kurser paa Stockholms Universitet


Ladda ner ppt "Svenska Lärare på CERN Christophe Clément (Stockholms Universitet)"

Liknande presentationer


Google-annonser