Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Bland partiklar och tunga joner - om forskningen vid CERN Vad har vi lärt oss? Vilka är frågorna idag? Hur söker.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Bland partiklar och tunga joner - om forskningen vid CERN Vad har vi lärt oss? Vilka är frågorna idag? Hur söker."— Presentationens avskrift:

1 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Bland partiklar och tunga joner - om forskningen vid CERN Vad har vi lärt oss? Vilka är frågorna idag? Hur söker vi svaren?

2 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And elektron (-1) 1897 Thomson proton (+1) 1919 Rutherford neutron (0) 1932 Chadwick kvarkar ”1964” Gell-Mann ca 1970 Friedman, Kendall, Taylor 1974 charm, 1995 topp atomkärnan 1911 Rutherford Materiens struktur

3 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Kvarkar Leptoner upp ner elektron e-neutrino Första familjen De minsta byggstenarna à là Standardmodellen + antipartiklar för alla partiklarna < topp botten Andra familjen m-neutrino charm sär muon Tredje familjen t-neutrino tau 1,5 < ,8

4 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Alla partiklar har en antipartikel ! Paul A M Dirac 1928 elektronpositron proton antiproton neutron antineutron Carl D Anderson 1932 Upptäckten av positronen

5 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Varje kvark och lepton har sin antikvark respektive antilepton. Första antipartikeln som upptäcktes var antielektronen eller positronen (1932). Antipartikeln har motsatt laddning och motsatta inre kvanttal jämfört med partiklen. Partikel och antipartikel förintar varandra. ANTIMATERIA e-e- e+e+  

6 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Växelverkningarna à là Standardmodellen Elektron Atomkärna Fotoner elektromagnetiskstark t W b e svag foton (masslös) gluon (masslös ) W,Z (80-90 GeV)

7 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And 15 miljarder år 5 miljarder år 1 miljard år sek = år 100 sek sek sek sek Hit når LHC Partikelfysikens och kosmologins Standardmodeller beskriver Universums utveckling

8 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Några viktiga frågor: Varför har partiklarna massa? Varför domineras universum av materia? eller Vart tog antimaterian vägen? Vad består universums mörka materia av? Finns det extra dimensioner?

9 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And I ett m aterial, t.ex. glas, går ljuset långsammare än i luft Absorption / Re-emission + + Fotonen har en massa i glaset - där den växelverkar elektromagnetiskt Rörelse-energi = Rörelse-energi och massa (E = mc 2 ) Förklaringsmodeller: I ett material, t.ex. glas, går ljuset långsammare än i luft Higgsmekanismen ger massa i Standardmodellen. Analog: ljus i glas - partiklar i Higgsfält.

10 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And En partikel som växelverkar med ett fält som finns överallt, kommer alltså alltid att känna av fältet, ungefär som en foton i ett material växelverkar med de elektriska laddningarna. Denna växelverkan - ”tröghet” - är det vi ser som partiklars vilomassa Är den här bilden riktig så finns det en oupptäckt partikel - HIGGS-BOSONENpartikelfysikens heliga graal…... Higgs eller något annat? - LHC och ATLAS kommer att ge svaret! Higgsfältet finns överallt (om det finns…)

11 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Enligt Big-Bang teorin skapades universum symmetriskt - lika mycket materia som antimateria Universum tycks nu innehålla bara materia. Så vart tog antimaterian vägen? Men - den är inte tillräcklig för att förklara varför vi sitter här idag. => Det måste finnas mer!! Mätningar med hög statistik ska utföras i B- mesonsystemet vid LHC. Materia - antimateria asymmetrin Vi söker svaret inom partikelfysiken: I några partikelsystem, de s.k. K-meson och B-meson systemen, har vi mätt ett symmetribrott mellan partikeln och dess antipartikel. Effekten är inte förstådd, vi har bara mätt den för att se hur stor den är.

12 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Vad består Universum av? Atomer - “vanlig” materia - ca 4%. Beskrivs av Standardmodellen. Mörk materia - ca 23%. Vi vet inte vad den består av! Supersymmetri?? Mörk energi - någon totalt okänd form av energi som får universums expansion att accelerera.

13 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Inom partikelteorin har man länge studerat så kallade supersymmetriska teorier. Vi inte har upptäckt några supersymmetriska partiklar. De måste alltså vara ganska tunga. Den lättaste - en slags partner till fotonen - skulle kunna vara stabil och finnas kvar i universum. De tyngsta sönderfaller, liksom de tyngsta av de vanliga partiklarna. Dessa bildades - liksom alla andra partiklar - i Big Bang. Varje partikel har en partner, elektronerna har selektroner och så vidare. Den här typen av partiklar kan vara lösningen på ett kosmologiskt problem: Det tycks finnas något därute som vi inte vet vad det är! Mörk Materia. SUPERSYMMETRI (SUSY) Om den lättaste SUSY-partikeln utgör den mörka materian finns det ca 1 sådan partikel per liter överallt. Om SUSY finns kommer SUSY-partiklar att upptäckas vid LHC!

14 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Gravitationen svår att beskriva med kvantteori! Varför är den så svag jämfört med de andra naturkrafterna? Den kanske inte är så svag. Den kanske läcker ut till “extra dimensioner” som vi inte kan uppfatta? Om gravitationen inte är så svag, kanske minimala svarta hål kan skapas vid LHC?

15 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And För att få svaren behöver vi en partikelaccelerator LHC - Large Hadron Collider -Ska kollidera protoner med protoner vid en energi av 14 TeV, världsrekord -Ska kollidera blykärnor vid en energi av 1150 TeV -40 millioner kollisoner per sekund! - Ska börja köra Partiklar ska kollideras vid mycket hög energi så att vi kan skapa tunga nya partiklar, E=mc 2. - Många kollisioner så att vi kan studera även sällsynta partiklar.

16 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And LEP/LHC (27 km) SPS (7 km) CERN

17 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And

18 Vi behöver detektorer för att detektera sönderfallsprodukterna av de nya tunga partiklarna. ATLAS, en generell detektor - ett samarbete mellan nästan 2000 fysiker från ca 150 institutioner i hela världen ton, 44 m lång, 22 m diameter - vissa element skall positioneras med en precision bättre än 100  m

19 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And ATLAS jämförd med 7-våningshus

20 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And KTH Uppsala, Lunds univ. Stockholms univ.

21 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Higgspartikeln kan sönderfalla till 2 Z-partiklar, som i sin tur sönderfaller till 4 elektroner/positroner, vars spår vi ser i spårdetektorn och elektromagnetiska kalorimetern. Hur kan vi “se” Higgspartikeln i ATLAS?

22 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And ALICE Detektorn vid LHC - specialbyggd för att studera blykärne-kollisioner och söka efter kvark-gluon plasma

23 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And ALICE Performance Data size  Hits ~1.4Gb  Digits ~1.1Gb CPU time on 800MHz PIII  Hits ~24h  Digits ~15h dNch/d  ~ 8000 slice: 2 o in  TPC 5000 PbPb events at 5.5 TeV/nucleon pair were produced for PPR 84’210 primary particles ITS PHOS TRD TOF HMPID

24 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Spännande framtid… Vi ser med spänning och förväntan fram mot att få analysera data från LHC kollisioner! Vem vet hur vår världsbild kan komma att förändras…

25 RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And s s


Ladda ner ppt "RIFO 2 februari 2005, Kerstin Jon-And Bland partiklar och tunga joner - om forskningen vid CERN Vad har vi lärt oss? Vilka är frågorna idag? Hur söker."

Liknande presentationer


Google-annonser