Large Hardron Collider (LHC)

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Large Hardron Collider (LHC)"

Transcript

1 1

2 Large Hardron Collider (LHC) Ο LHC είναι ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων που έχει ποτέ κατασκευαστεί. Βρίσκεται εγκατεστημένος στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN). Χρησιμοποιεί συγκρουόμενες δέσμες σωματιδίων (αρχικά πρωτονίων και στη συνέχεια πυρήνων μολύβδου και άλλων βαρέων ιόντων). Η ενέργεια της σύγκρουσης των δεσμών είναι η μεγαλύτερη που έχει ποτέ επιτευχθεί στο εργαστήριο και μας βοηθά να πλησιάσουμε τις συνθήκες που επικρατούσαν λίγες στιγμές μετά την μεγάλη έκρηξη. Μέσα από αυτό το πείραμα θα μπορέσουμε να επιβεβαιώσουμε την ορθότητα του «Καθιερωμένου Προτύπου» της σωματιδιακής φυσικής, ή ενδεχομένως την ανάγκη επέκτασης αυτού και πιθανώς και άλλων εναλλακτικών θεωριών της σωματιδιακής φυσικής και κοσμολογίας. Ο LHC ξεκίνησε τη λειτουργία του στις 10 Σεπτεμβρίου Ο επιταχυντής βρίσκεται εγκατεστημένος σε ένα τούνελ περιφέρειας 27 χλμ. σε βάθος περίπου 100m κάτω από τα Γάλλο-Ελβετικά σύνορα, κοντά στην Γενεύη της Ελβετίας. Στεγάζεται στο, πλάτους 4μ, τούνελ που σκάφτηκε μεταξύ 1983 και 1988 για τον παλιότερο επιταχυντή LEP. Τοποθεσία του LHC Μέσα στο τούνελ βρίσκονται 2 παράλληλοι σωλήνες όπου κυκλοφορούν δέσμες σωματιδίων που κινούνται με αντίθετη φορά. Οι σωλήνες 2

3 συναντώνται σε 4 σημεία γύρω από τα οποία βρίσκονται τοποθετημένα τα πειράματα του LHC. Τομή του τούνελ του LHC Για την καθοδήγηση της δέσμης στην κυκλική της τροχιά φροντίζουν 1232 υπεραγώγιμοι μαγνήτες, ενώ 392 τετραπολικοί μαγνήτες είναι υπεύθυνοι για την εστίαση της δέσμης, έτσι ώστε να μεγιστοποιηθεί η πιθανότητα σύγκρουσης των δυο δεσμών. Για την ψύξη των περισσότερων από 9000 υπεραγώγιμων μαγνητών χρησιμοποιούνται 96 τόνοι υγρού Ήλιου, που τους διατηρεί σε θερμοκρασία 1.9 ο Κ. Το μαγνητικό πεδίο που χρησιμοποιείται έχει ένταση 8.3 Tesla κατά την πλήρη λειτουργία του επιταχυντή σε ενέργεια δέσμης 7 TeV. Από το εσωτερικό του τούνελ 3

4 Τα πρωτόνια που χρησιμοποιούνται δεν βρίσκονται σε διάταξη δέσμης αλλά σε 2808 πακέτα αποτελούμενα από 3x10 14 πρωτόνια έτσι ώστε οι συγκρούσεις ανάμεσα στις 2 δέσμες να μην είναι συνεχείς αλλά διακριτές, με απόσταση τουλάχιστον 25 ns. Πριν εισαχθούν στον LHC τα πρωτόνια επιταχύνονται από μια σειρά άλλων διατάξεων έτσι ώστε να αποκτήσουν τη μεγαλύτερη δυνατή ενέργεια. Αρχικά εισάγονται στον LINAC 2 (LINear particle accelerator) που τα επιταχύνει σε ενέργεια 50 MeV και στη συνέχεια εισάγονται στον PSB (Proton Synchrotron Booster) που τα επιταχύνει στα 1,4 GeV. Σειρά έχουν το PS (Proton Synchrotron) που τα επιταχύνει έως τα 26 GeV και τέλος το SPS (Super Proton Synchrotron) που τελικά τα εισάγει στον LHC με ενέργεια 450 GeV. Η επιτάχυνση τους μέχρι τα 7 TeV ανά πρωτόνιο διαρκεί περίπου 20 λεπτά. Σε αυτές τις ταχύτητες τα πρωτόνια έχουν % της ταχύτητας του φωτός. Για τα βαριά ιόντα η διαδικασία που θα ακολουθηθεί είναι ελαφρώς διαφορετική. Αρχικά θα επιταχυνθούν από το LINAC 3, και στη συνέχεια θα περάσουν από τα PS και SPS έως ότου φτάσουν στον LHC όπου θα αποκτήσουν την τελική τους ενέργεια των 574 TeV ανά πυρήνα. Πορεία των σωματιδίων μέχρι τον LHC Η ενέργεια κέντρου μάζας που αναμένεται να φτάσει ο LHC είναι 14 TeV για δέσμες πρωτονίων και 1148 TeV χρησιμοποιώντας πυρήνες μολύβδου. 4

5 Πειράματα Λόγω της μεγάλης ποικιλίας ερευνητικών στόχων του LHC, 6 ανιχνευτές διαφορετικών τύπων έχουν τοποθετηθεί σε 4 υπόγειες κοιλότητες γύρω από τα 4 σημεία τομής των δεσμών. Οι 2 από αυτούς (ATLAS και CMS) είναι μεγάλοι ανιχνευτές γενικού σκοπού, άλλοι 2 (ALICE και LHCb) έχουν συγκεκριμένους ρόλους, ενώ οι TOTEM και LHCf είναι πολύ μικρότεροι και έχουν πολύ συγκεκριμένο σκοπό. Εγκαταστάσεις του LHC και διάταξη των ανιχνευτών Αεροφωτογραφία της περιοχής του LHC με απεικόνιση των ανιχνευτών 5

6 ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) Ο ATLAS είναι ένας από τους δυο ανιχνευτές γενικού σκοπού του LHC (o άλλος είναι ο CMS). Χρησιμοποιείται για μια ευρεία γκάμα επιστημονικών πειραμάτων συμπεριλαμβανομένης και της αναζήτησης του Higgs, επιπλέον διαστάσεων και σωματιδίων που μπορεί να αποτελούν την σκοτεινή ύλη. Αν και ο σκοπός του ATLAS είναι ίδιος με αυτόν του CMS, και τα δεδομένα που θα καταγράψουν είναι παρόμοια (τροχιές, ενέργειες, κατηγορίες σωματιδίων) ο σχεδιασμός και η κατασκευή των μαγνητών που χρησιμοποιούν είναι τελείως διαφορετικός. Το κύριο χαρακτηριστικό του ATLAS είναι το τεράστιο σύστημα τοροειδών μαγνητών χωρίς πυρήνα (αέρα). Αποτελείται από 8 υπεραγώγιμα πηνία μήκους 25μ, τοποθετημένα έτσι ώστε να δημιουργούν ένα κύλινδρο γύρω από την δέσμη σωματιδίων σε όλο το μήκος του ανιχνευτή. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων το μαγνητικό πεδίο περιορίζεται μέσα στον κύλινδρο που δημιουργούν τα πηνία. Περισσότεροι από 3030 επιστήμονες από 174 ινστιτούτα και 38 χώρες δουλεύουν πάνω στο πείραμα ATLAS. Ο ανιχνευτής ATLAS Μέγεθος : 44μ μήκος, 25μ ύψος, 25μ πλάτος. Ο ATLAS είναι ο μεγαλύτερος σε όγκο ανιχνευτής που έχει κατασκευαστεί. Βάρος : τόνοι (όσο ο πύργος του Άϊφελ) Σχεδιασμός : Κεντρικός ανιχνευτής με πλευρικούς δίσκους στις 2 άκρες Η επεξεργασία των δεδομένων που θα προκύψουν από το πείραμα ATLAS είναι το αντικείμενο του λογισμικού HYPATIA, που θα περιγράψουμε στη συνέχεια. 6

7 Τα τμήματα του ATLAS Ο ανιχνευτής ATLAS αποτελείται από μια σειρά ομόκεντρων κυλίνδρων τοποθετημένων έτσι ώστε η σύγκρουση των δεσμών να γίνεται στο κέντρο τους. Τα σωματίδια που προκύπτουν από τη σύγκρουση περνούν μέσα από τους ανιχνευτές διαδοχικά και είτε σταματούν σε κάποιον από αυτούς ή συνεχίζουν την πορεία τους έξω από τον ανιχνευτή. Ο ανιχνευτής αποτελείται από 4 τμήματα. Τον εσωτερικό ανιχνευτή ή ανιχνευτή τροχιών, το ηλεκτρομαγνητικό θερμιδόμετρο και το αδρονικό θερμιδόμετρο, τους θαλάμους μυονίων και το σύστημα μαγνητών. Εγκάρσια τομή του ανιχνευτή ATLAS Σκούρο πράσινο και καφέ : Ανιχνευτής Τροχιών Ανοιχτό πράσινο : Ηλεκτρομαγνητικό Θερμιδόμετρο Κόκκινο : Αδρονικό Θερμιδόμετρο Γαλάζιο : Θάλαμοι Μυονίων 7

8 Ανιχνευτής Τροχιών ή Εσωτερικός Ανιχνευτής, Ο ανιχνευτής αυτός βρίσκεται στο κέντρο της διάταξης και αποτελείται από τρεις διαφορετικούς υποανιχνευτές, όλους με στόχο την ανίχνευση φορτισμένων σωματιδίων. Τα ουδέτερα σωματίδια (π.χ. φωτόνια) διασχίζουν τους ανιχνευτές απαρατήρητα. Όλα τα φορτισμένα σωματίδια αλληλεπιδρούν με τον ανιχνευτή, αλλά βγαίνουν από αυτόν με την ίδια περίπου ενέργεια και κατεύθυνση, που είχαν πριν από την είσοδο τους. Εσωτερικός ανιχνευτής Στο εσωτερικό του βρίσκονται ανιχνευτές πυριτίου υψηλής ανάλυσης ενώ στο εξωτερικό είναι τοποθετημένοι οι ανιχνευτές τροχιών και ανίχνευσης ακτινοβολίας μετάβασης TR. Όλα τα στοιχεία βρίσκονται τοποθετημένα στο κεντρικό σωληνοειδές που δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο έντασης 2 Tesla. Η διάμετρος του εσωτερικού ανιχνευτή είναι 1,15μ ενώ το συνολικό του μήκος 7μ. Η διάταξη των επί μέρους ανιχνευτών απεικονίζεται στο επόμενο σχήμα. 8

9 Διάταξη επί μέρους ανιχνευτών Το μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ανιχνευτή προκαλεί την καμπύλωση των τροχιών που διαγράφουν τα φορτισμένα σωματίδια. Έτσι από την φορά της καμπύλωσης συμπεραίνουμε το φορτίο του σωματιδίου και από το βαθμό της, τη ορμή του. Η θέση από την οποία ξεκινούν οι τροχιές των σωματιδίων μας δίνει επιπλέον πληροφορίες. Για παράδειγμα αν οι τροχιές ξεκινούν από σημείο διαφορετικό από εκείνο της σύγκρουσης των δεσμών τότε είναι πολύ πιθανό να προέρχονται από διάσπαση άλλου σωματιδίου που έχει μεγαλύτερο χρόνο ζωής π.χ. b-quark. Θερμιδόμετρα Τα θερμιδόμετρα μετρούν την ενέργεια τόσο των φορτισμένων όσο και των ουδέτερων σωματιδίων. Αποτελούνται από μεταλλικές πλάκες και αισθητήρες. Η αλληλεπίδραση των σωματιδίων με τις μεταλλικές πλάκες δημιουργεί ένα πίδακα δευτερογενών σωματιδίων από τα οποία κάποια συλλέγονται και καταγράφονται από τους αισθητήρες. Η ενέργεια του αρχικού σωματιδίου στις περισσότερες περιπτώσεις, απορροφάται από το θερμιδόμετρο. Εξαιτίας αυτού του γεγονότος, τα θερμιδόμετρα βρίσκονται έξω από τον ανιχνευτή, ώστε η τροχιά του φορτισμένου σωματιδίου να καταγράφεται πριν απορροφηθεί από το θερμιδόμετρο. 9

10 Ηλεκτρομαγνητικό (πράσινο) και αδρονικό (πορτοκαλί) θερμιδόμετρο Τα θερμιδόμετρα του ATLAS αποτελούνται από δυο διαφορετικά τμήματα: Το ηλεκτρομαγνητικό θερμιδόμετρο (πράσινη περιοχή) που μετρά τη συνολική ενέργεια των e +, e - και φωτονίων. Το αδρονικό θερμιδόμετρο (πορτοκαλί περιοχή): μετρά τη συνολική ενέργεια των αδρονίων (όπως πρωτόνια, νετρόνια). Μόνο τα μυόνια και τα νετρίνα έχουν την ικανότητα να διεισδύουν πρώτα στον ανιχνευτή -και στη συνέχεια στα θερμιδόμετρα- και να συνεχίζουν στους ανιχνευτές μυονίων. Μέρος του ηλεκτρομαγνητικού θερμιδόμετρου Στις γραμμικές περιοχές των θερμιδόμετρων οι αισθητήρες περιέχουν υγρό Αργόν. Οι πίδακες σωματιδίων μέσα στο Αργόν απελευθερώνουν ηλεκτρόνια που συλλέγονται και καταγράφονται. Στις εξωτερικές περιοχές των θερμιδόμετρων οι αισθητήρες είναι πλάκες από πλαστικό που προκαλεί σπινθηρισμούς. Οι πίδακες σωματιδίων προκαλούν την έκκληση φωτονίων τα οποία καταγράφονται από τους αισθητήρες. 10

11 Θάλαμοι μυονίων Τα μυόνια είναι σωματίδια που μοιάζουν με τα ηλεκτρόνια, μόνο που είναι περίπου 200 φορές βαρύτερα. Είναι τα μόνα ανιχνεύσιμα σωματίδια που μπορούν να περάσουν από τα θερμιδόμετρα χωρίς να χάσουν σχεδόν καθόλου ενέργεια και να φτάσουν στους θαλάμους μυονίων που βρίσκονται στο εξωτερικό του ανιχνευτή ATLAS. Οι θάλαμοι μυονίων καταγράφουν την ορμή και την τροχιά των μυονίων που τους διαπερνούν με μεγάλη ακρίβεια. Τα μόνα σωματίδια που περνούν από τον ATLAS χωρίς να ανιχνεύονται σε κανένα τμήμα του, είναι τα νετρίνα. Θάλαμοι μυονίων Οι θάλαμοι μυονίων αποτελούνται από χιλιάδες αισθητήρες φορτισμένων σωματιδίων τοποθετημένους στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τεράστια υπεραγώγιμα τοροειδή πηνία. Οι αισθητήρες είναι παρόμοιοι με αυτούς που χρησιμοποιούνται στον εσωτερικό ανιχνευτή, αλλά χρησιμοποιούν μεγαλύτερη διάμετρο σωλήνων. Κατασκευή θαλάμων μυονίων στο Πανεπιστήμιο Αθηνών 11

12 Σύστημα μαγνητών Ο ATLAS χρησιμοποιεί δυο είδη μαγνητών, σωληνοειδείς και τοροειδείς. Ο ανιχνευτής βρίσκεται σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο το οποίο κάμπτει τις τροχιές των φορτισμένων σωματιδίων. Το πεδίο δημιουργείται από τέσσερις διαφορετικούς μαγνήτες: τρεις τοροειδείς και έναν σωληνοειδή. Θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια καμπυλώνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις, από το ίδιο μαγνητικό πεδίο. Η ακτίνα καμπυλότητας και η κατεύθυνση των σωματιδίων χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της ορμής και του φορτίου των σωματιδίων. Σύστημα μαγνητών Το κεντρικό σωληνοειδές έχει μήκος 5,3μ με διάμετρο 2,4μ. Αποτελείται από επίπεδο υπεραγώγιμο σύρμα τοποθετημένο μέσα σε ένα αλουμινένιο σκελετό ορθογώνιας διατομής. Παρέχει ένα μαγνητικό πεδίο έντασης 2Τ με μέγιστο σε ορισμένα σημεία τα 2,6Τ. Το συνολικό του βάρος είναι 5,7 τόνοι. Ο κεντρικός σωληνοειδής μαγνήτης 12

13 Το σύστημα τοροειδών μαγνητών του ATLAS αποτελείται από 8 πηνία σε κυλινδρική διάταξη και δυο πλευρικούς μαγνήτες, έναν σε κάθε άκρο του κυλίνδρου, με 8 πηνία ο καθένας. Μεταφορά των μαγνητών Κάθε υπεραγώγιμο πηνίο έχει μήκος 25,3μ εσωτερική ακτίνα 9,4μ και εξωτερική 20,1μ. Το συνολικό βάρος τους είναι 830 τόνοι. Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργούν έχει μέγιστη ισχύ 3,9Τ. Το σύστημα οκτώ μαγνητών σε κυλινδρική διάταξη Οι πλευρικοί μαγνήτες που αποτελούν τις βάσεις του κυλίνδρου περιέχουν 8 πηνία ο καθένας σε ακτινική διάταξη γύρω από την ευθεία των δεσμών. Κάθε πηνίο έχει ακτινικό μήκος 5μ, εσωτερική διάμετρο 1,65μ και εξωτερική 10,7μ. Το συνολικό βάρος τους είναι 239 τόνοι ενώ το μαγνητικό πεδίο που δημιουργούν έχει ένταση 4,1Τ. Το ρεύμα που διαρρέει τα υπεραγώγιμα πηνία ξεπερνάει τα Α. 13

14 Τι ξέρουμε μέχρι τώρα για την φύση και τις δυνάμεις που διέπουν τα σωματίδια Το παρακάτω σχήμα δείχνει (στα αριστερά με κόκκινο και κίτρινο) όλα τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια στη φύση σήμερα. Σύμφωνα με το πιο πετυχημένο θεωρητικό μοντέλο, το Καθιερωμένο Πρότυπο (Κ.Π.), όλα τα σωματίδια μπορούν να περιγραφούν βάσει των έξι quark και των έξι λεπτονίων. Οι δε δυνάμεις που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων είναι τέσσερις και μεταδίδονται μέσω των φορέων τους (η δεξιά κολώνα του σχήματος). Τα στοιχειώδη σωματίδια και οι φορείς των δυνάμεων Το φωτόνιο που έχει μηδενική μάζα είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, τα γλουόνια (επίσης άμαζα) είναι οι φορείς της ισχυρής αλληλεπίδρασης, τα σωματίδια Ζ (τα οποία θα μελετήσετε στην παρούσα άσκηση) και τα W, είναι οι φορείς των ασθενών αλληλεπιδράσεων. Τέλος το γκραβιτόνιο για το οποίο ξέρουμε πολύ λίγα -αλλά είναι διαφορετικό από τους άλλους φορείς- είναι ο φορέας της βαρυτικής δύναμης. Το Κ.Π. προσπαθεί να περιγράψει με ενιαίο τρόπο τις τρεις πρώτες δυνάμεις, δηλαδή να ενοποιήσει την ηλεκτρασθενή με την ισχυρή δύναμη. Επίσης το μοντέλο αυτό μας έχει επιτρέψει να εξηγήσουμε την ύπαρξη των διαφόρων στοιχειωδών σωματιδίων που έχουμε μέχρι σήμερα ανακαλύψει. Υπάρχουν όμως και ερωτήματα τα οποία το καθιερωμένο μοντέλο δεν έχει απαντήσει. 14

15 Το πρώτο από τα αναπάντητα ερωτήματα είναι ο μηχανισμός που δίνει μάζα στα σωματίδια. Για ποιο λόγο τα σωματίδια έχουν την μάζα που μετράμε, και γιατί ορισμένα δεν έχουν μάζα; Η καλύτερη μέχρι σήμερα εξήγηση δόθηκε το 1964 από τον Peter Higgs, που υπέθεσε την ύπαρξη ενός σωματιδίου του μποζονίου που φέρει το όνομα του- το οποίο είναι φορέας του πεδίου Higgs. Το πεδίο αυτό, δίνει μάζα σε κάθε σωματίδιο που αλληλεπιδρά μαζί του. Το σωματίδιο αυτό, καθώς και θεωρίες πέραν από το Κ.Π., είναι το αντικείμενο έρευνας του καινούργιου επιταχυντή LHC. Προϊόντα σύγκρουσης σωματιδίων Όπως είπαμε, στον LHC χρησιμοποιούνται δυο δέσμες σωματιδίων που κινούνται σε αντίθετη κατεύθυνση και συγκρούονται έτσι ώστε να παραχθεί μια μεγάλη ποικιλία νέων σωματιδίων. Ορισμένα σωματίδια είναι πολύ βραχύβια και διασπώνται σχεδόν αμέσως σε πιο σταθερά σωματίδια. Στις περισσότερες συγκρούσεις πρωτονίων, τα πρωτόνια έχουν ήπιες αλληλεπιδράσεις, και η πλειοψηφία των σωματιδίων συνεχίζει προς την κατεύθυνση των αρχικών σωματιδίων (και όχι κάθετα προς την δέσμη). Ωστόσο, σπάνια παράγονται πολύ λίγα σωματίδια με μεγάλη μάζα. Εάν τα σωματίδια προέρχονται από τη διάσπαση ενός αρχικού σωματιδίου, οι τροχιές τους θα πρέπει να ενώνονται στο ίδιο αρχικό σημείο, που ονομάζεται "κορυφή". Η διάσπαση των περισσότερων σωματιδίων με μάζα οδηγεί συχνά σε σωματίδια υψηλής ενέργειας που κινούνται σε μεγάλες γωνίες, περισσότερο ή λιγότερο κάθετα προς τα αρχικά πρωτόνια της ακτίνας. Για το λόγο αυτό μετράμε την ορμή, την εγκάρσια ορμή (p Τ ), και τις χρησιμοποιούμε για να ξεχωρίσουμε τα ενδιαφέροντα γεγονότα. Με την πρόσθεση των προϊόντων διάσπασης που προέρχονται από την ίδια κορυφή ανακατασκευάζουμε το αρχικό "αόρατο" σωματίδιο. Σε αυτή την άσκηση θα ανακατασκευάσετε το Z 0 που είναι ο φορέας της ασθενούς δύναμης, υπεύθυνης για την ενέργεια από τον ήλιο και τη ραδιενέργεια. Διασπάσεις του Z Μιας και το σωματίδιο Ζ είναι ηλεκτρικά ουδέτερο το άθροισμα των φορτίων των σωματιδίων που παράγονται κατά την διάσπασή του πρέπει να είναι 0. Ο λόγος είναι ότι η φύση διατηρεί το φορτίο. Επομένως, το Ζ διασπάται σε ζευγάρι σωματίδιο-αντισωματίδιο. Η ποσοστιαία κατανομή των διασπάσεων του Ζ στους διάφορους τρόπους καθορίζεται από επιπλέον νόμους διατήρησης της φύσης. 15

16 Το 10% των διασπάσεων του Z είναι σε ζευγάρι φορτισμένων λεπτονίων. Οι τρεις δυνατότητες είναι ηλεκτρόνιο-ποζιτρόνιο, μυόνιο-αντιμυόνιο και ταυ-αντιταύ, με κάθε ζευγάρι να έχει περίπου την ίδια πιθανότητα. Έτσι έχουμε 3 δυνατότητες διάσπασης. Το 20% των διασπάσεων του Z είναι σε ζευγάρι ουδέτερων λεπτονίων, δηλαδή ζευγάρι νετρίνο-αντινετρίνο. Οι ανιχνευτές μας δεν έχουν την ικανότητα να ανιχνεύουν νετρίνα μιας και αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη (το ηλεκτρικό φορτίο τους είναι μηδενικό). Επομένως, τα νετρίνα είναι αόρατα και μπορούμε να τα "δούμε" μόνο από την παρατήρηση ελλείπουσας εγκάρσιας ορμής μετά την σύγκρουση (μιας και γνωρίζουμε ότι τόσο η ορμή όσο και η ενέργεια διατηρείται στις συγκρούσεις μας). Στα 70% των περιπτώσεων, το Z διασπάται σε ζευγάρι κουάρκαντικουάρκ. Αυτά εμφανίζονται στον ανιχνευτή ως θύσσανοι που τους αποκαλούμε πίδακες (jets). Στην άσκηση που θα κάνετε θα ασχοληθείτε μόνο με διασπάσεις Ζ σε ζευγάρια ηλεκτρονίου ποζιτρονίου ή μυονίου αντιμυονίου Αναλλοίωτη Μάζα Η αναλλοίωτη μάζα αποκαλείται επίσης "μάζα ηρεμίας", και είναι χαρακτηριστικό ενός σωματιδίου. Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, η αναλλοίωτη μάζα είναι μια ποσότητα η οποία δεν αλλάζει με την ταχύτητα ή το πλαίσιο αναφοράς. Εάν οι μονάδες έχουν επιλεγεί με τέτοιο τρόπο ώστε η ταχύτητα του φωτός να είναι c = 1, τότε η αναλλοίωτη μάζα ορίζεται ως 2 2 m E p όπου E είναι η ενέργεια και p = m*ν η ορμή του σωματιδίου. Για να προσδιοριστεί η αναλλοίωτη μάζα ενός σωματιδίου που διασπάται σχεδόν ακαριαία, πρέπει να εξετάσουμε τα προϊόντα διάσπασής του. Πρέπει να μετρήσουμε την ενέργεια και την ορμή κάθε σωματιδίου και στη συνέχεια να αθροίσουμε όλες τις ενέργειές τους 16

17 και τις ορμές τους E = E 1 + E 2 + E p p p p Το αποτέλεσμα είναι η αναλλοίωτη μάζα και, αν ψάχνετε ένα σωματίδιο, τότε η μάζα που υπολογίζεται σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να είναι "σχεδόν" το ίδιο, οπότε αν κάνετε την κατανομή των μαζών για διάφορα γεγονότα θα δείτε μια κορυφή γύρω από τη μάζα του σωματιδίου. Μέτρηση του πλάτους ενός σωματιδίου Εάν ένα εξαιρετικά βραχύβιο σωματίδιο παράγεται σε μια σύγκρουση υψηλής ενέργειας, η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg : * t 2 μας δείχνει ότι θα υπάρξει μια σημαντική αβεβαιότητα στην μέτρηση της ενέργειας (που σημαίνει την αναλλοίωτη μάζα του). Η μέτρηση της αναλλοίωτης μάζας ενός ασταθούς σωματιδίου δίνει μια κατανομή (ιστόγραμμα) μαζών που ονομάζεται κατανομή Breit-Wigner. Η κατανομή Breit-Wigner είναι παρόμοια με τη Γκαουσιανή κοντά στην κορυφή, αλλά τα άκρα της καμπύλης είναι περισσότερο επίπεδα. Το πλάτος της κατανομής αυτής στο μισό του μέγιστου ονομάζεται Γ, Γ=1/τ, όπου ο χρόνος ζωής του σωματιδίου τ λαμβάνεται όπως η αβεβαιότητα στο χρόνο τ = Δt. Το Γ που συχνά αναφέρεται ως το "φυσικό πλάτος γραμμής" μας δίνει πολύτιμες πληροφορίες και πρέπει να μετράται. Ως παράδειγμα θα αναφέρουμε ότι η μέτρηση του πλάτους του σωματιδίου Ζ στο LEP (προηγούμενος μεγάλος επιταχυντής του CERN, ο οποίος αντικαταστάθηκε από τον LHC) έδωσε μια πολύ καλή προσέγγιση του αριθμού των διαφορετικών τύπων νετρίνων που υπάρχουν. 17

18 Χαμένη εγκάρσια ορμή Αυτή είναι η ορμή/ενέργεια που δεν ανιχνεύεται στον ανιχνευτή, αλλά αναμένεται λόγω της διατήρησης ενέργειας και ορμής στο εγκάρσιο επίπεδο. Η ETMiss αποδίδεται γενικά σε σωματίδια που διαφεύγουν απο τον ανιχνευτή χωρίς να ανιχνευθούν όπως τα νετρίνα (αν και χαμένη ενέργεια μπορεί να προκληθεί από λανθασμένες μετρήσεις της ορμής/ενέργειας των ανιχνευόμενων σωματιδίων). Στον LHC, η αρχική ορμή των συγκρουόμενων συστατικών κατά μήκος του άξονα της δέσμης δεν είναι γνωστή (γιατί η ενέργεια του κάθε αδρονίου χωρίζεται, και ανταλλάσσεται διαρκώς, μεταξύ των συστατικών του), οπότε το ποσό της ενέργειας που λείπει δεν μπορεί να προσδιοριστεί. Ωστόσο, η αρχική ορμή και ενέργεια σε ένα επίπεδο εγκάρσιο προς τον άξονα της δέσμης είναι μηδέν. Έτσι βρίσκουμε την ελλείπουσα εγκάρσια ορμή/ενέργεια (ETMiss). Απεικονίζεται στην οθόνη με διακεκομμένη κόκκινη γραμμή η οποία εκτός από το μέτρο (το μέγεθος της ελλείπουσας εγκάρσιας ορμής/ενέργειας) δείχνει την κατεύθυνση της σαν διάνυσμα. Άσκηση Η άσκηση θα πραγματοποιηθεί με πραγματικά γεγονότα που συλλέχτηκαν από το πείραμα ATLAS. Ανάμεσα στα γεγονότα από τον ανιχνευτή ATLAS, υπάρχουν κάποια που περιέχουν διασπάσεις του σωματιδίου Ζ. (Το ίδιο το Ζ δεν μπορεί να φανεί, διότι έχει πολύ μικρό χρόνο ζωής και διασπάται αμέσως). Μερικές φορές διασπάται σε ένα ζεύγος ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου ή μυονίου-αντιμυονίου. Τα γεγονότα αυτά πρέπει να τα ξεχωρίσετε από άλλα γεγονότα τα λεγόμενα γεγονότα υποβάθρου. Από τις συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων παράγονται πάρα πολλά σωματίδια, και με πολύ γρήγορο ρυθμό : 40Μ γεγονότα/sec. Από τα γεγονότα αυτά ελάχιστα είναι ενδιαφέροντα και το πείραμα χρησιμοποιεί σκανδαλιστές (triggers) ώστε να καταγράφει μόνο τα απολύτως ενδιαφέροντα γεγονότα με ρυθμό 200 γεγονότα/sec Εκτός από γεγονότα Z μ + μ, στο δείγμα υπάρχουν γεγονότα όπου τα μυόνια προέρχονται από διασπάσεις κουάρκ, καθώς επίσης και γεγονότα με μυόνια που προέρχονται από κοσμικές ακτίνες. Τα μυόνια από διασπάσεις quark δεν είναι απομονωμένα (είναι μέσα σε πίδακες-jets σωματιδίων), ενώ συχνά συνοδεύονται και από ελλείπουσα ενέργεια στο εγκάρσιο επίπεδο ETmiss διότι τα μυόνια συνοδεύονται από νετρίνα για να διατηρείται ο λεπτονικός αριθμός. Τα μυόνια που προέρχονται από κοσμικές ακτίνες, εμφανίζονται ως δύο τροχιές καθώς διασχίζουν τον ανιχνευτή από άκρη σε άκρη. Οι 18

19 «δύο» ανακατασκευασμένες τροχιές που στην πραγματικότητα είναι μία, σχηματίζουν μεταξύ τους γωνία 180ο, ενώ ακόμη φαίνονται να περνούν μακριά από το σημείο αλληλεπίδρασης, από το οποίο ξεκινούν οι περισσότερες από τις υπόλοιπες τροχιές. Τα λεπτόνια που προέρχονται από διασπάσεις του Ζ έχουν υψηλή εγκάρσια ορμή ώστε το άθροισμα των εγκαρσίων ορμών τους να δίνει χοντρικά τουλάχιστον το μισό της μάζας του Ζ. Το αν ανήκουν δύο τροχιές στο Ζ (οι οποίες πρέπει επί πλέον να είναι ετερόσημες) το ελέγχετε βάζοντας τις (με διπλό κλικ) στον πίνακα αναλλοίωτων μαζών στον οποίο υπολογίζεται η σχετικιστική αναλλοίωτη μάζα δύο η περισσοτέρων τροχιών. Η μάζα πρέπει να είναι γύρω στα 92 GeV που είναι η μάζα του Ζ, η οποία όμως έχει ένα εύρος μερικά GeV που προέρχεται αφ ενός από το φυσικό πλάτος του σωματιδίου και αφ ετέρου από την διακριτική ικανότητα των ανιχνευτών στην μέτρηση της μάζας. Η μάζα μπορεί να υπολογιστεί και κατευθείαν από τον γνωστό σχετικιστικό τύπο 2 2 m E p όπου Ε η ολική ενέργεια και p η ολική ορμή. Άσκηση 1 Για την πρώτη άσκηση επιλέγετε από το πρώτο drop down box το Group_1 που περιέχει την πρώτη ομάδα γεγονότων. Η ομάδα αυτή περιέχει 10 γεγονότα. Τα 5 πρώτα από αυτά είναι διασπάσεις Ζ σε ζεύγος ηλεκτρονίου ποζιτρονίου και τα 5 επόμενα σε ζεύγος μυονίου αντιμυονίου. Ας δούμε μερικά παραδείγματα τροχιών ηλεκτρονίων. 19

20 Οι τροχιές των ηλεκτρονίων απεικονίζονται σαν μικρές γραμμές στο κέντρο του ανιχνευτή αφού τα ηλεκτρόνια σταματούν στο Η/Μ θερμιδόμετρο (πράσινη περιοχή) και αφήνουν εκεί την ενέργεια τους (κίτρινα σημάδια). Αντίθετα τα μυόνια είναι τα μοναδικά σωματίδια που φτάνουν στους θαλάμους μυονίων (μπλε περιοχή) και απεικονίζονται σαν μεγάλες τροχιές. Τα νετρίνα επίσης μπορούν να βγουν έξω από τον ανιχνευτή καθώς δεν σταματούν σε κανένα τμήμα του αλλά δεν μπορούν να ανιχνευτούν άμεσα και έτσι δεν απεικονίζονται. 20

21 Άσκηση 2 Για την άσκηση αυτή επιλέγετε την ομάδα Group_2. Η ομάδα αυτή περιέχει 10 γεγονότα τα οποία όπως και πριν είναι διασπάσεις Ζ σε ζεύγος ηλεκτρονίου ποζιτρονίου ή μυονίου αντιμυονίου. Όμως αυτή τη φορά πρέπει να ξεχωρίσετε ποια γεγονότα ανήκουν στην κάθε κατηγορία και να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα. Αριθμός γεγονότος Αριθμός τροχιάς Είδος τροχιάς p T Άσκηση 3 Για την άσκηση αυτή επιλέξτε την ομάδα Group_3A, 3B ή 3C. Σε αυτή περιέχονται 50 γεγονότα που είναι είτε διασπάσεις Ζ σε ζεύγος ηλεκτρονίου ποζιτρονίου ή μυονίου αντιμυονίου είτε γεγονότα υποβάθρου που προέρχονται από διάφορες άλλες διαδικασίες (κοσμικές ακτίνες, διαφορετικές διασπάσεις Ζ, διασπάσεις άλλων σωματιδίων κλπ). Εσείς πρέπει να αναγνωρίσετε ποια γεγονότα περιέχουν διασπάσεις Ζ σε ζεύγος ηλεκτρονίου ποζιτρονίου ή μυονίου αντιμυονίου. Στη συνέχεια να προσθέσετε αυτές τις δυο τροχιές από κάθε τέτοιο γεγονός στον πίνακα αναλλοίωτης μάζας (κοιτάξτε τη στήλη m ll ) και έτσι να φτιάξετε ένα ιστόγραμμα με την αναλλοίωτη μάζα του Ζ. Τα γεγονότα υποβάθρου απλά τα προσπερνάτε. 21

22 Τα κριτήρια για την επιλογή σας είναι : Z μ + + μ - Z e + + e - 2 Τροχιές ετερόσημες Αναλλοίωτη μάζα 91,2 GeV Μικρή ελλείπουσα ενέργεια ETMiss<10 GeV Γεγονότα υποβάθρου Συνήθως περιέχουν μόνο ένα λεπτόνιο (διασπάσεις W lepton + ν) Κοσμικές ακτίνες : αντιδιαμετρικές τροχιές και στις δυο προβολές Μεγάλη ελλείπουσα ενέργεια ETMiss (ύπαρξη νετρίνων) Παρακάτω απεικονίζεται ένα παράδειγμα ιστογράμματος που προκύπτει από διασπάσεις Ζ. Το κέντρο του βρίσκεται γύρω από τα 91,2 GeV που είναι η αναλλοίωτη μάζα του Ζ και όσο αυξάνεται ο αριθμός των γεγονότων που περιέχει τόσο περισσότερο προσεγγίζει την κατανομή Breit-Wigner που αναφέραμε. Άσκηση 4 Για την άσκηση αυτή επιλέξτε την ομάδα Higgs. Σε αυτή περιέχονται 20 events από τα οποία 7 είναι διασπάσεις Higgs σε Ζ και τα υπόλοιπα είναι γεγονότα υποβάθρου. Το κάθε Higgs διασπάται όπως έχουμε πει σε δυο Ζ και το καθένα από αυτά σε δυο λεπτόνια. Έτσι μπορούμε να έχουμε : H 2 e e - H 2 μ μ - H e + + e - + μ + + μ - Χρησιμοποιήστε τα κριτήρια από την προηγούμενη άσκηση και αναγνωρίστε τα 7 γεγονότα που περιέχουν διασπάσεις Higgs. Προσθέστε τις 4 τροχιές στον πίνακα αναλλοίωτης μάζας και δείτε τη μάζα του Higgs στη στήλη m llll και στο αντίστοιχο ιστόγραμμα. Τα γεγονότα που χρησιμοποιούνται σε αυτή την άσκηση δεν είναι πραγματικά. 22

23 HYPATIA web application Για να ανοίξετε το webapp χρησιμοποιείστε οποιοδήποτε browser και πηγαίνετε στην διεύθυνση : Εκεί διαλέγετε τη γλώσσα που θέλετε να χρησιμοποιήσετε καθώς και μια από τις 4 διαφορετικές εκδόσεις του webapp ανάλογα με την άσκηση που θα κάνετε. Στην περίπτωση μας επιλέξτε το webapp 4. Όταν το webapp φορτώνεται για πρώτη φορά, εμφανίζει το πρώτο από τα διαθέσιμα γεγονότα. Οι τροχιές που ανήκουν σε αυτό το γεγονός παρατίθενται στον πίνακα στο μέσο της οθόνης (Πίνακας Τροχιών). Οι δύο όψεις του ανιχνευτή δείχνουν την μπροστινή και πλαϊνή πλευρά του ανιχνευτή ATLAS. Δίπλα τους είναι τα ιστογράμματα των τροχιών που έχει επιλέξει ο χρήστης (άδεια προς το παρόν). Το κάτω μέρος του webapp (Πίνακας αναλλοίωτων μαζών) παραθέτει τις τροχιές που έχει επιλέξει ο χρήστης με τις αντίστοιχες αναλλοίωτες μάζες τους (άδειος προς το παρόν). Μπορείτε αλληλεπιδράσετε με το webapp χρησιμοποιώντας τα κουμπιά και τα χειριστήρια που είναι διαθέσιμα. Μπορείτε επίσης να κάνετε κλικ πάνω στους πίνακες για να διαλέξετε την τροχιά που θέλετε ή να κάνετε κλικ στις όψεις του ανιχνευτή για να επιλέξετε μια τροχιά. 23

24 Επιλογή γεγονότος Αρχικά πρέπει να επιλέγετε την ομάδα γεγονότων που θέλετε από το πρώτο drop down box (group 1, group 2 κλπ). Στη συνέχεια εμφανίζονται αυτόματα τα γεγονότα που ανήκουν σε αυτή την ομάδα στο δεύτερο drop down box και φορτώνεται αυτόματα το πρώτο γεγονός. Μπορείτε να επιλέξετε το γεγονός που θέλετε να δείτε, είτε με τη χρήση των κουμπιών "Previous/Next" ή επιλέγοντάς την από το drop down box. Ο αριθμός του επιλεγμένου γεγονότος, μαζί με τον συνολικό αριθμό των διαθέσιμων γεγονότων εμφανίζεται στα αριστερά της λίστας. Δίπλα σε αυτό εμφανίζεται, η ελλείπουσα ενέργεια (ETMiss) του γεγονότος. Επιλογή τροχιάς Όταν κάνετε κλικ πάνω σε μια τροχιά (άσπρη γραμμή) σε οποιαδήποτε από τις δύο όψεις του ανιχνευτή, η τροχιά αυτόματα επιλέγεται και στις δύο όψεις με μοβ χρώμα. Η αντίστοιχη γραμμή του πίνακα τροχιών επιλέγεται επίσης. Η επιλογή μπορεί να γίνει και αντίστροφα. Επιλέγοντας μια γραμμή στον πίνακα τροχιών επιλέγεται αυτόματα η αντίστοιχη τροχιά στις δυο όψεις του ανιχνευτή. Αν η τροχιά έχει εισαχθεί στον πίνακα αναλλοίωτων μαζών τότε επιλέγεται και εκεί αυτόματα. Εισαγωγή τροχιάς Αφού προσπαθείτε να "ανακαλύψετε" το σωματίδιο Z μέσα από τις διασπάσεις του σε ζεύγη μυονίων/αντιμυόνιων ή ηλεκτρονίων/ποζιτρονίων, πρέπει να εισάγετε την επιλεγμένη τροχιά στον πίνακα Αναλλοίωτων μαζών είτε ως ηλεκτρόνιο/ποζιτρόνιο κάνοντας κλικ στο κουμπί "Ηλεκτρόνιο" ή ως μυόνιο/αντιμυόνιο κάνοντας κλικ στο κουμπί "Μυόνιο". Φυσικά για να γίνει αυτό, οι τροχιές ηλεκτρονίων και το μυονίων πρέπει πρώτα να αναγνωριστούν στο προηγούμενο βήμα. Κάνοντας κλικ στο κατάλληλο κουμπί, η επιλεγμένη τροχιά αντιγράφεται στον πίνακα Αναλλοίωτων μαζών και όταν δύο συμβατές τροχιές (είτε δύο τροχιές ηλεκτρονίων ή δύο τροχιές μυονίων) από το ίδιο γεγονός εισαχθούν στον πίνακα, η αναλλοίωτη μάζα τους υπολογίζεται αυτόματα. Ένας άλλος έγκυρος συνδυασμός, ειδικά για την ανακάλυψη του Higgs, είναι δύο τροχιές ηλεκτρονίων και δύο τροχιές μυονίων ή τεσσάρων ηλεκτρονίων ή τεσσάρων μυονίων. Μόνο τέσσερις τροχιές από κάθε γεγονός μπορούν να εισαχθούν στον πίνακα και κάθε τροχιά μπορεί να 24

25 χρησιμοποιηθεί μόνο μία φορά. Ο χρήστης μπορεί να αφαιρέσει μια τροχιά, επιλέγοντάς την και κάνοντας κλικ στο κουμπί "Delete track". Τα ιστογράμματα με τις τροχιές που έχουν εισαχθεί στον πίνακα Αναλλοίωτης μάζας ενημερώνονται αυτόματα. Όταν κάνετε κλικ σε μια τροχιά στον πίνακα Αναλλοίωτης μάζας το αντίστοιχο γεγονός φορτώνεται αυτόματα και η τροχιά επιλέγεται τόσο για στον πίνακα τροχιών όσο και στις όψεις του ανιχνευτή. Ιστογράμματα Τα ιστογράμματα που αντιστοιχούν στις τροχιές του πίνακα αναλλοίωτης μάζας υπολογίζονται αυτόματα, όταν εισάγετε ή αφαιρείτε μια τροχιά. Τα πρώτα τρία ιστογράμματα αντιπροσωπεύουν την Ενέργεια, Εγκάρσια Ενέργεια και την κατανομή τροχιών ως προς τη γωνία θ. Οι επόμενες δύο δείχνουν μόνο τις αναλλοίωτες μάζες των ηλεκτρονίων ή μυονίων αντίστοιχα. Το επόμενο εμφανίζει όλες τις αναλλοίωτες μάζες που αντιστοιχούν σε ζεύγη τροχιών ανεξάρτητα από τον τύπο τους και το τελευταίο δείχνει το ιστόγραμμα αναλλοίωτης μάζα τεσσάρων τροχιών (είτε τέσσερα ηλεκτρόνια, τέσσερα μυόνια ή δύο ηλεκτρόνια και δύο μυόνια). 25

26 Cuts Τα Cuts είναι όρια που μπορείτε να βάλετε στις τροχιές που απεικονίζονται. Μπορείτε να επιλέξει το όριο της ενέργειας των τροχιών που εμφανίζονται. Επιλέγοντας το checkbox και εισάγοντας μια τιμή στο αντίστοιχο πεδίο μπορείτε να αφαιρέσετε όλες τις τροχιές των οποίων η ενέργεια είναι κάτω από το όριο. Σημειώστε ότι μετά την εισαγωγή του ορίου, πρέπει να πατήσετε enter. Αυτό μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο στα γεγονότα με μεγάλο αριθμό τροχιών, όπου συνήθως οι τροχιές χαμηλής ενέργειας δεν παρουσιάζουν κανένα ενδιαφέρον. Μεγέθυνση Μπορείτε να αλλάξετε το επίπεδο μεγέθυνσης για να έχετε μια καλύτερη εικόνα των τροχιών. Αυτό μπορεί να γίνει σύροντας το ρυθμιστικό μεγέθυνσης. Κάθε όψη του ανιχνευτή μπορεί να μεγεθυνθεί σε διαφορετικό επίπεδο. Η μεγέθυνση μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη σε γεγονότα με μεγάλο αριθμό τροχιών που επικαλύπτονται. 26

Q2-1. Πού βρίσκεται το νετρίνο; (10 μονάδες) Theory. Μέρος A. Η Φυσική του Ανιχνευτή ATLAS (4.0 μονάδες) Greek (Greece)

Q2-1. Πού βρίσκεται το νετρίνο; (10 μονάδες) Theory. Μέρος A. Η Φυσική του Ανιχνευτή ATLAS (4.0 μονάδες) Greek (Greece) Πού βρίσκεται το νετρίνο; (10 μονάδες) Q2-1 Κατά τη σύγκρουση δύο πρωτονίων σε πολύ υψηλές ενέργειες μέσα στο Μεγάλο Ανιχνευτή Αδρονίων (Large Hadron Collider ή LHC), παράγεται ένα πλήθος σωματιδίων, όπως

Διαβάστε περισσότερα

Yπεύθυνη καθηγήτρια Ομίλου Φυσικής, Γεωργία Ρουμπέα

Yπεύθυνη καθηγήτρια Ομίλου Φυσικής, Γεωργία Ρουμπέα Μαθητές του ομίλου Φυσικής του Βαρβακείου Λυκείου επεξεργασθήκαμε δεδομένα του πειράματος ATLAS για την ταυτοποίηση ανίχνευση του σωματίδιου Ζ. Παρουσιάζουμε εδώ, τη σύνοψη μιας εφαρμογής που έγινε κατά

Διαβάστε περισσότερα

To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδι

To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδι To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδιακής φυσικής στον κόσµο. Η ίδρυσή του το έτος 1954

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 18/04/16

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 18/04/16 Διάλεξη 13: Στοιχειώδη σωμάτια Φυσική στοιχειωδών σωματίων Η φυσική στοιχειωδών σωματιδίων είναι ο τομέας της φυσικής ο οποίος προσπαθεί να απαντήσει στο βασικότατο ερώτημα: Ποια είναι τα στοιχειώδη δομικά

Διαβάστε περισσότερα

Theory Greek (Cyprus) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 μονάδες)

Theory Greek (Cyprus) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 μονάδες) Q3-1 Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 μονάδες) Σας παρακαλούμε να διαβάσετε προσεκτικά τις Γενικές Οδηγίες που υπάρχουν στον ξεχωριστό φάκελο πριν ξεκινήσετε την επίλυση του προβλήματος. Σε αυτό

Διαβάστε περισσότερα

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες) Q3-1 Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες) Παρακαλείστε να διαβάσετε τις Γενικές Οδηγίες στον ξεχωριστό φάκελο πριν ξεκινήσετε το πρόβλημα αυτό. Σε αυτό το πρόβλημα θα ασχοληθείτε με τη Φυσική

Διαβάστε περισσότερα

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες) Q3-1 Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες) Παρακαλείστε να διαβάσετε τις Γενικές Οδηγίες στον ξεχωριστό φάκελο πριν ξεκινήσετε το πρόβλημα αυτό. Σε αυτό το πρόβλημα θα ασχοληθείτε με τη Φυσική

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 2β: Πειράματα-Ανιχνευτές (α' μέρος) Λέκτορας Κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Στοιχειώδη ΙΙ, Αριστοτέλειο Παν. Θ/νίκης, 9 Μαρτίου

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Το πείραμα στο CERN και ο σκοπός του. Το «πολυπόθητο» μποζόνιο Higgs. Μηχανισμοί ανίχνευσης του μποζονίου Higgs. και τι περιμένουμε;

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Το πείραμα στο CERN και ο σκοπός του. Το «πολυπόθητο» μποζόνιο Higgs. Μηχανισμοί ανίχνευσης του μποζονίου Higgs. και τι περιμένουμε; ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Το πείραμα στο CERN και ο σκοπός του Το «πολυπόθητο» μποζόνιο Higgs Μηχανισμοί ανίχνευσης του μποζονίου Higgs και τι περιμένουμε; Στη μήκους 27 χιλιομέτρων και διαμέτρου 3,8 μέτρων σήραγγα,

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση δεδοµένων του πειράµατος DELPHI Μέτρηση των ποσοστών διάσπασης του µποζονίου Ζ

Ανάλυση δεδοµένων του πειράµατος DELPHI Μέτρηση των ποσοστών διάσπασης του µποζονίου Ζ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ II Χ. Πετρίδου,. Σαµψωνίδης Ανάλυση δεδοµένων του πειράµατος DELPHI Μέτρηση των ποσοστών διάσπασης του µποζονίου Ζ http://wyp.physics.auth.gr/physics.htm Σκοπός O σκοπός της

Διαβάστε περισσότερα

Το Μποζόνιο Higgs. Το σωματίδιο Higgs σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο

Το Μποζόνιο Higgs. Το σωματίδιο Higgs σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο 1 Το Μποζόνιο Higgs 29/05/13 Σκοποί: I. Να απαντήσει στο ερώτημα του τι είναι ακριβώς το σωματίδιο Higgs. II. Να εισάγει τους διάφορους τρόπους παραγωγής και μετάπτωσης του Higgs. III. Να δώσει μία σύντομη

Διαβάστε περισσότερα

Εξαιρετικά σπάνια διάσπαση στο CMS, CERN 19 Ιουλίου 2012

Εξαιρετικά σπάνια διάσπαση στο CMS, CERN 19 Ιουλίου 2012 Εξαιρετικά σπάνια διάσπαση στο CMS, CERN 19 Ιουλίου 2012 Οι ερευνητές του πειράματος Compact Muon Solenoid (CMS) στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) θα παρουσίασουν αποτελέσματα πανω σε μια εξαιρετικά

Διαβάστε περισσότερα

Κωστής Χαλκιαδάκης, φυσικός. Συσκάκης Γιάννης, φυσικός. 10 Ερωτήσεις και 10 απαντήσεις για το CERN

Κωστής Χαλκιαδάκης, φυσικός. Συσκάκης Γιάννης, φυσικός. 10 Ερωτήσεις και 10 απαντήσεις για το CERN Κωστής Χαλκιαδάκης, φυσικός Συσκάκης Γιάννης, φυσικός 10 Ερωτήσεις και 10 απαντήσεις για το CERN 1. Τι είναι το CERN To CERN είναι Ευρωπαϊκό Ερευνητικό κέντρο που ασχολείται με τη μελέτη της φυσικής των

Διαβάστε περισσότερα

Ευτράπελα σχετικά με τον επιταχυντή LHC και τους ελέφαντες. Μετάφραση του Fun facts about LHC and elephants του Πανεπιστημίου του Birmingham

Ευτράπελα σχετικά με τον επιταχυντή LHC και τους ελέφαντες. Μετάφραση του Fun facts about LHC and elephants του Πανεπιστημίου του Birmingham Ευτράπελα σχετικά με τον επιταχυντή LHC και τους ελέφαντες Μετάφραση του Fun facts about LHC and elephants του Πανεπιστημίου του Birmingham LHC Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων O LHC είναι ο μεγαλύτερος

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 19/04/16

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 19/04/16 Διάλεξη 15: Νετρίνα Νετρίνα Τα νετρίνα τα συναντήσαμε αρκετές φορές μέχρι τώρα: Αρχικά στην αποδιέγερση β αλλά και αργότερα κατά την αποδιέγερση των πιονίων και των μιονίων. Τα νετρίνα αξίζει να τα δούμε

Διαβάστε περισσότερα

Και τα τρία σωμάτια έχουν σπιν μονάδα.

Και τα τρία σωμάτια έχουν σπιν μονάδα. Καθιερωμένο Πρότυπο W και Z μποζόνια Στη φυσική, τα W και Z μποζόνια είναι τα στοιχειώδη σωμάτια που μεταδίδουν την ασθενή αλληλεπίδραση. Η ανακάλυψή τους στο CERN το 1983 αντιμετωπίστηκε ως μια σπουδαία

Διαβάστε περισσότερα

+ E=mc 2! Οι επιταχυντές επιλύουν δυο προβλήματα :

+ E=mc 2! Οι επιταχυντές επιλύουν δυο προβλήματα : Επιταχυντές 1 Γιατί Χρειαζόμαστε τους Επιταχυντές; Οι επιταχυντές επιλύουν δυο προβλήματα : 1. Αφού όλα τα σωματίδια συμπεριφέρονται σαν κύματα, χρησιμοποιώντας επιταχυντές αυξάνουμε την ορμή των σωματιδίων,

Διαβάστε περισσότερα

Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια

Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια ΠΗΓΕΣ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια π.χ. 60 Co, 137 Cs, Sr, Επιταχυντικές μηχανές π.χ. επιταχυντές e, επιταχυντές ιόντων Y Πυρηνικοί αντιδραστήρες π.χ. ακτινοβολία-γ, νετρόνια

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΚΑΒΑΛΑΡΗ ΑΝΝΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΟΥ ΙΩΑΝΝΑ ΚΟΥΣΟΥΝΗ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ

ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΚΑΒΑΛΑΡΗ ΑΝΝΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΟΥ ΙΩΑΝΝΑ ΚΟΥΣΟΥΝΗ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΚΑΒΑΛΑΡΗ ΑΝΝΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΟΥ ΙΩΑΝΝΑ ΚΟΥΣΟΥΝΗ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ Είναι «μηχανήματα» τα οποία θα «φωτογραφήσουν» τις τροχιές των σωματιδίων και θα ανιχνεύσουν νέα σωματίδια που ενδεχομένως θα προκύψουν

Διαβάστε περισσότερα

Αναζητώντας παράξενα σωματίδια στο A LargeIonColliderExperimnent. MasterClasses : Μαθήματα στοιχειωδών σωματιδίων

Αναζητώντας παράξενα σωματίδια στο A LargeIonColliderExperimnent. MasterClasses : Μαθήματα στοιχειωδών σωματιδίων Αναζητώντας παράξενα σωματίδια στο A LargeIonColliderExperimnent MasterClasses : Μαθήματα στοιχειωδών σωματιδίων Σωματίδια, σωμάτια... Εκτός από τα διάσημα πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια, υπάρχουν πολλά

Διαβάστε περισσότερα

Η κατακόρυφη τομή...

Η κατακόρυφη τομή... Το CERN γεννήθηκε στη Γενεύη της Ελβετίας το 1954 από 12 ευρωπαϊκές χώρες μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα. Σήμερα, απαρτίζεται από 20 κράτη μέλη (τα κράτη-μέλη της Ευρωπαϊκής Ενωσης, τις ΗΠΑ, Ινδία, Ισραήλ,

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση ATLAS Z path Τι θα μετρήσουμε σήμερα και πώς

Άσκηση ATLAS Z path Τι θα μετρήσουμε σήμερα και πώς Άσκηση ATLAS Z path Τι θα μετρήσουμε σήμερα και πώς Εργαστήριο Πυρηνικής ΙΙ, 8ου εξαμήνου Κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης To LHC και ο ανιχνευτής ATLAS LHC ~100 m κάτω από το έδαφος,

Διαβάστε περισσότερα

Παρατήρηση νέου σωματιδίου με μάζα 125 GeV Πείραμα CMS, CERN 4 Ιουλίου 2012

Παρατήρηση νέου σωματιδίου με μάζα 125 GeV Πείραμα CMS, CERN 4 Ιουλίου 2012 Παρατήρηση νέου σωματιδίου με μάζα 125 GeV Πείραμα CMS, CERN 4 Ιουλίου 2012 Σύνοψη Σε ένα κοινό σεμινάριο σήμερα μεταξύ του CERN και του συνεδρίιου "ICHEP 2012" [1] στη Μελβούρνη, οι ερευνητές του πειράματος

Διαβάστε περισσότερα

Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΗΓΗ ΝΕΑΣ ΓΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ Καθηγητής Πειραµατικής Φυσικής Στοιχειωδών Σωµατιδίων, ΕΜΠ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια Περιεχόµενα Διαγράµµατα Feynman Δυνητικά σωµάτια Οι τρείς αλληλεπιδράσεις Ηλεκτροµαγνητισµός Ισχυρή Ασθενής Περίληψη Κ. Παπανικόλας, Ε. Στυλιάρης, Π. Σφήκας

Διαβάστε περισσότερα

Νετρίνο το σωματίδιο φάντασμα

Νετρίνο το σωματίδιο φάντασμα Νετρίνο το σωματίδιο φάντασμα Ι. Ρίζος Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Θεωρητικής Φυσικής 2/10/2012 Διαλέξεις υποδοχής πρωτοετών φοιτητών Τμήματος Φυσικής Στοιχειώδη Σωματίδια Κουάρκς Φορείς αλληλεπιδράσεων

Διαβάστε περισσότερα

Το μποζόνιο Higgs (Σωματίδιο του Θεού) και ο ρόλος του Μεγάλου Αδρονικού Επιταχυντή στην Ανακάλυψη του Ομάδα Μαθητών:

Το μποζόνιο Higgs (Σωματίδιο του Θεού) και ο ρόλος του Μεγάλου Αδρονικού Επιταχυντή στην Ανακάλυψη του Ομάδα Μαθητών: 1 Το μποζόνιο Higgs (Σωματίδιο του Θεού) και ο ρόλος του Μεγάλου Αδρονικού Επιταχυντή στην Ανακάλυψη του Ομάδα Μαθητών: Ιωάννου Παναγιώτης, Λεωνίδου Άντρεα, Βαφέα Ραφαέλα, Παναρέτου Κατερίνα Συντονιστής

Διαβάστε περισσότερα

Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός. Επιταχυντές. Τα πιο ισχυρά μικροσκόπια

Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός. Επιταχυντές. Τα πιο ισχυρά μικροσκόπια Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός Επιταχυντές Τα πιο ισχυρά μικροσκόπια Γιώργος Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δημόκριτος Η Φυσική στο Προσκήνιο Ελληνική Ομάδα Εκλαΐκευσης

Διαβάστε περισσότερα

Δύο Συνταρακτικές Ανακαλύψεις

Δύο Συνταρακτικές Ανακαλύψεις Δύο Συνταρακτικές Ανακαλύψεις στα Όρια των Διαστάσεων του Χώρου Απόστολος Δ. Παναγιώτου Ομότιμος Καθηγητής Πανεπιστημίου Αθηνών Επιστημονικός Συνεργάτης στο CERN Σώμα Ομοτίμων Καθηγητών Πανεπιστήμιου Αθηνών

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ CERN. Επιστημονική ομάδα ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΙΔΕΡΗΣ &ΝΙΚΟΣ ΚΑΛΑΦΑΤΗΣ. 3ο Λύκειο Γαλατσίου 2011-2012

ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ CERN. Επιστημονική ομάδα ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΙΔΕΡΗΣ &ΝΙΚΟΣ ΚΑΛΑΦΑΤΗΣ. 3ο Λύκειο Γαλατσίου 2011-2012 ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ CERN Επιστημονική ομάδα ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΙΔΕΡΗΣ &ΝΙΚΟΣ ΚΑΛΑΦΑΤΗΣ 3ο Λύκειο Γαλατσίου 2011-2012 Υπεύθυνοι καθηγητές Μαραγκουδάκης Επαμεινώνδας και Φαράκου Γεωργία ΤΟ ΠΑΝΗΓΥΡΙ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Μαγνητικό πεδίο.

Μαγνητικό πεδίο. Μαγνητικά πεδία Μαγνητικό πεδίο Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία (π.χ. γύρω από έναν αγωγό που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα) Αναπαριστάνεται με δυναμικές γραμμές που είναι

Διαβάστε περισσότερα

Η ασφάλεια στον LHC Ο Μεγάλος Επιταχυντής Συγκρουόµενων εσµών Αδρονίων (Large Hadron Collider, LHC) είναι ικανός να επιτύχει ενέργειες που κανένας άλλος επιταχυντής έως σήµερα δεν έχει προσεγγίσει. Ωστόσο,

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 11. Προσδιορισμός του πηλίκου του φορτίου προς τη μάζα ενός ηλεκτρονίου

ΑΣΚΗΣΗ 11. Προσδιορισμός του πηλίκου του φορτίου προς τη μάζα ενός ηλεκτρονίου ΑΣΚΗΣΗ 11 Προσδιορισμός του πηλίκου του φορτίου προς τη μάζα ενός ηλεκτρονίου Σκοπός : Να προσδιορίσουμε μια από τις φυσικές ιδιότητες του ηλεκτρονίου που είναι το πηλίκο του φορτίου προς τη μάζα του (/m

Διαβάστε περισσότερα

Masterclasses. Εισαγωγή

Masterclasses. Εισαγωγή Masterclasses Εισαγωγή λίγα λόγια για μένα Γεννηθείς εν Αθήναις Πτυχίο Φυσικής, Πανεπιστήμιο Πατρών (2002) Μεταπτυχιακό Δίπλωμα, ΕΜΠ (2005) Διδακτορικό Δίπλωμα, ΕΜΠ/ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος (2009) Μεταδιδακτορικός

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική - 2012: Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 11/05/15

Σύγχρονη Φυσική - 2012: Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 11/05/15 Διάλεξη 14: Μεσόνια και αντισωματίδια Μεσόνια Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως (διάλεξη 13) η έννοια των στοιχειωδών σωματίων άλλαξε πολλές φορές μέχρι σήμερα. Μέχρι το 1934 ο κόσμος των στοιχειωδών σωματιδίων

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Επιταχυντές σωματιδίων Η γνώση που έχουμε μέχρι σήμερα αποκτήσει για τον μικρόκοσμο, τη δομή της ύλης, την πυρηνοσύνθεση στα άστρα ή σε άλλα βίαια αστρικά φαινόμενα, αλλά ακόμη και για τις πρώτες στιγμές

Διαβάστε περισσότερα

www.cc.uoa.gr/~dfassoul/syghroni_fysiki.html

www.cc.uoa.gr/~dfassoul/syghroni_fysiki.html Σύγχρονη Φυσική Στοιχειώδη Σωµατίδια Σωµατίδια Επιταχυντές Ανιχνευτές Αλληλεπιδράσεις Συµµετρίες Νόµοι ιατήρησης Καθιερωµένο Πρότυπο www.cc.uoa.gr/~dfassoul/syghroni_fysiki.html Σύγχρονη Φυσική: Στοιχειώδη

Διαβάστε περισσότερα

Τα ευρήματα δύο ερευνητικών ομάδων συμπίπτουν ως προς τις τιμές μάζας του μποζονίου Χιγκς

Τα ευρήματα δύο ερευνητικών ομάδων συμπίπτουν ως προς τις τιμές μάζας του μποζονίου Χιγκς Τα ευρήματα δύο ερευνητικών ομάδων συμπίπτουν ως προς τις τιμές μάζας του μποζονίου Χιγκς Συγγραφέας: Χάρης Βάρβογλης, Καθηγητής Τμήματος Φυσικής Α.Π.Θ. 1 / 5 Εικόνα: Ο καθηγητής Πίτερ Χιγκς στον Μεγάλο

Διαβάστε περισσότερα

Καλώς Ορίσατε στο CERN

Καλώς Ορίσατε στο CERN Καλώς Ορίσατε στο CERN Το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Κέντρο Σωματιδιακής Φυσικής CERN - Σήμερα και στο Μέλλον... Ευάγγελος ΓΑΖΗΣ Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο CERN / 21 Αυγούστου 2016 1 Περιεχόμενα της Ομιλίας

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων

Εισαγωγή στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων Εργαστήριο Εισαγωγή στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων Hypatia : http://hypatia.phys.uoa.gr/ To Hypatia αποτελεί μέρος του ATLAS ASEC, ένα καινοτόμο εκπαιδευτικό πρόγραμμα στη Φυσική των Στοιχειωδών Σωματιδίων.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Η ΕΝΑ ΤΑΞΕΙΔΙ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ ΣΤΟ ΧΡΟΝΟ ΜΕΧΡΙ... ΤΗΝ ΜΕΓΑΛΗ ΕΚΡΗΞΗ!! ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ Καθηγητής Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων, ΕΜΠ Αναπληρωτής Εθνικός Εκπρόσωπος στο CERN ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ

Διαβάστε περισσότερα

n proton = 10N A 18cm 3 (2) cm 2 3 m (3) (β) Η χρονική απόσταση δύο τέτοιων γεγονότων θα είναι 3m msec (4)

n proton = 10N A 18cm 3 (2) cm 2 3 m (3) (β) Η χρονική απόσταση δύο τέτοιων γεγονότων θα είναι 3m msec (4) ΛΥΣΕΙΣ ΣΕΙΡΑΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 8 Διδάσκων: Θεόδωρος Ν. Τομαράς 1. Η θεωρία των μαγνητικών μονοπόλων προβλέπει οτι αυτά αντιδρούν με πρωτόνια και δίνουν M + p M + e + + π 0 (1) με ενεργό διατομή σ 0.01 barn. Το

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία του LHC- Κατασκευές. Τίνα Νάντσου Παιδαγωγική Υπεύθυνη Playing with Protons Ελλάδα 2017

Τεχνολογία του LHC- Κατασκευές. Τίνα Νάντσου Παιδαγωγική Υπεύθυνη Playing with Protons Ελλάδα 2017 Τεχνολογία του LHC- Κατασκευές Τίνα Νάντσου Παιδαγωγική Υπεύθυνη Playing with Protons Ελλάδα 2017 Μεγάλη Έκρηξη Πρωτόνιο Άτομο Ιός Γή LHC Γαλαξίες Σύμπαν Οι νόμοι της φυσικής στις πρώτες στιγμές μετά

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 18: Καθιερωμένο πρότυπο (1978-?)

Διάλεξη 18: Καθιερωμένο πρότυπο (1978-?) Διάλεξη 18: Καθιερωμένο πρότυπο (1978-?) Φορείς αλληλεπίδρασεων Αλληλεπίδραση Ισχύς Εμβέλεια Φορέας Ισχυρή 1 ~fm g-γλουόνιο Η/Μ 10-2 1/r 2 γ-φωτόνιο Ασθενής 10-9 ~fm W ±,Z μποζόνια Βαρυτική 10-38 1/r 2

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Ε: Από τί αποτελείται η ύλη σε θεμελειώδες επίπεδο;

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Ε: Από τί αποτελείται η ύλη σε θεμελειώδες επίπεδο; Εκεί, κάτω στον μικρόκοσμο... Από τί αποτελείται ο κόσμος και τί τον κρατάει ενωμένο; Αθανάσιος Δέδες Τμήμα Φυσικής, Τομέας Θεωρητικής Φυσικής, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων 5 Οκτωβρίου 2015 Φυσική Στοιχειωδών

Διαβάστε περισσότερα

Πεδία δυνάμεων. Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός διαφορετικές όψεις του ίδιου φαινομένου του ηλεκτρομαγνητισμού. Ενοποίηση των δύο πεδίων μετά το 1819.

Πεδία δυνάμεων. Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός διαφορετικές όψεις του ίδιου φαινομένου του ηλεκτρομαγνητισμού. Ενοποίηση των δύο πεδίων μετά το 1819. Πεδία δυνάμεων Πεδίο βαρύτητας, ηλεκτρικό πεδίο, μαγνητικό πεδίο: χώροι που ασκούνται δυνάμεις σε κατάλληλους φορείς. Κατάλληλος φορέας για το πεδίο βαρύτητας: μάζα Για το ηλεκτρικό πεδίο: ηλεκτρικό φορτίο.

Διαβάστε περισσότερα

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΕ Ο.Μ.Π. 1. Στο σχήμα δίνονται δύο ομογενή μαγνητικά πεδία με εντάσεις μέτρων Β 2 =2Β 1

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΕ Ο.Μ.Π. 1. Στο σχήμα δίνονται δύο ομογενή μαγνητικά πεδία με εντάσεις μέτρων Β 2 =2Β 1 1. Στο σχήμα δίνονται δύο ομογενή μαγνητικά πεδία με εντάσεις μέτρων Β 2 =2Β 1. Ένα φορτισμένο σωματίδιο μπαίνει στο πρώτο από το μέσον Ο της πλευράς ΑΓ με ταχύτητα υ 0 και αφού διαγράψει τεταρτοκύκλιο,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ CERN ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ CERN ΜΕΓΑΛΕΣ ΦΥΣΙΟΓΝΩΜΙΕΣ ΤΟΥ CERN ΚΑΙ ΤΗΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ CERN ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ CERN ΜΕΓΑΛΕΣ ΦΥΣΙΟΓΝΩΜΙΕΣ ΤΟΥ CERN ΚΑΙ ΤΗΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ Τελική εργασία Α1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ CERN ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ CERN ΜΕΓΑΛΕΣ ΦΥΣΙΟΓΝΩΜΙΕΣ ΤΟΥ CERN ΚΑΙ ΤΗΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ CERN ΣΤΗ ΖΩΗ

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου, Κ. Κορδάς. Μάθημα 2β: Πειράματα-Ανιχνευτές

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου, Κ. Κορδάς. Μάθημα 2β: Πειράματα-Ανιχνευτές Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου, Κ. Κορδάς Μάθημα 2β: Πειράματα-Ανιχνευτές Λέκτορας Κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Στοιχειώδη ΙΙ, Αριστοτέλειο Παν. Θ/νίκης,

Διαβάστε περισσότερα

Ο Maxwell ενοποίησε τις Ηλεκτρικές με τις Μαγνητικές δυνάμεις στον

Ο Maxwell ενοποίησε τις Ηλεκτρικές με τις Μαγνητικές δυνάμεις στον Η Ηλεκτρασθενής Ενοποίηση Ο Maxwell ενοποίησε τις Ηλεκτρικές με τις Μαγνητικές δυνάμεις στον γνωστό μας Ηλεκτρομαγνητισμό. Οι Glashow, einberg και Salam απέδειξαν ότι οι Ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 10/05/16

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 10/05/16 Διάλεξη 20: Διαγράμματα Feynman Ισχυρές αλληλεπιδράσεις Όπως στην περίπτωση των η/μ αλληλεπιδράσεων έτσι και στην περίπτωση των ισχυρών αλληλεπιδράσεων υπάρχει η αντίστοιχη αναπαράσταση μέσω των διαγραμμάτων

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης Ηλεκτρομαγνητισμός Μαγνητικό πεδίο Νίκος Ν. Αρπατζάνης Μαγνητικοί πόλοι Κάθε μαγνήτης, ανεξάρτητα από το σχήμα του, έχει δύο πόλους. Τον βόρειο πόλο (Β) και τον νότιο πόλο (Ν). Μεταξύ των πόλων αναπτύσσονται

Διαβάστε περισσότερα

Ανιχνευτές CERN. Πως καταγράφονται τα σωματίδια που δημιουργούνται από τις συγκρούσεις;

Ανιχνευτές CERN. Πως καταγράφονται τα σωματίδια που δημιουργούνται από τις συγκρούσεις; Ανιχνευτές CERN Τι είναι; Είναι «μηχανήματα» τα οποία «φωτογραφήζουν» τις τροχιές των σωματιδίων και ανιχνεύουν νέα σωματίδια που προκύπτουν από τις συγκρούσεις των δεσμών, όπως το Μποζόνιο Χιγκς. Υπάρχουν

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορίες για την δέσμη Τ9 και τις πειραματικές εγκαταστάσεις

Πληροφορίες για την δέσμη Τ9 και τις πειραματικές εγκαταστάσεις Πληροφορίες για την δέσμη Τ9 και τις πειραματικές εγκαταστάσεις Η δέσμη πρωτονίων, που έρχεται από τον επιταχυντή PS, προσκρούει στον Βόρειο στόχο, δημιουργώντας έτσι τα σωματίδια της δέσμης Τ9. Οι σύγκρουση

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 22: Παραβίαση της κατοπτρικής συμμετρίας στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις

Διάλεξη 22: Παραβίαση της κατοπτρικής συμμετρίας στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Διάλεξη 22: Παραβίαση της κατοπτρικής συμμετρίας στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Το 1956 ο Lee και ο Yang σε μια εργασία τους θέτουν το ερώτημα αν η πάριτη δηλαδή η κατοπτρική συμμετρία παραβιάζεται ή όχι

Διαβάστε περισσότερα

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ. Ηλεκτροστατικοί και Μαγνητικοί Φακοί Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ. Ηλεκτροστατικοί και Μαγνητικοί Φακοί Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΓΥΑΛΙΝΟΙ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΙ ΦΑΚΟΙ Οι φακοί χρησιμοποιούνται για να εκτρέψουν μία

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 10, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων. Ορμή και Ενέργεια στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 10, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων. Ορμή και Ενέργεια στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας 1 Ορμή και Ενέργεια στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας Σκοπός της δέκατης διάλεξης: 10/11/12 Η κατανόηση των εννοιών της ολικής ενέργειας, της κινητικής ενέργειας και της ορμής στην ειδική θεωρία της

Διαβάστε περισσότερα

Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο.

Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο. Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο. 3.01. Έργο κατά την μετακίνηση φορτίου. Στις κορυφές Β και Γ ενός ισοπλεύρου τριγώνου ΒΓ πλευράς α= 2cm, βρίσκονται ακλόνητα δύο σημειακά ηλεκτρικά φορτία 1 =2μC και 2 αντίστοιχα.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ: Π. ΚΑΛΟΓΕΡΑΚΟΣ (ΦΥΣΙΚΟΣ)

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ: Π. ΚΑΛΟΓΕΡΑΚΟΣ (ΦΥΣΙΚΟΣ) ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ: Π. ΚΑΛΟΓΕΡΑΚΟΣ (ΦΥΣΙΚΟΣ) 1 Η Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang) είναι κοσμολογική θεωρία σύμφωνα με την οποία το σύμπαν δημιουργήθηκε από μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση, πριν από

Διαβάστε περισσότερα

Καλώς Ορίσατε στο CERN

Καλώς Ορίσατε στο CERN Καλώς Ορίσατε στο CERN Το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Κέντρο Σωματιδιακής Φυσικής CERN - Σήμερα και στο Μέλλον... Ευάγγελος ΓΑΖΗΣ Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο CERN / 27 Αυγούστου 2017 1 Περιεχόμενα της Ομιλίας

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 10η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 10η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου Στοιχειώδη Σωματίδια Διάλεξη 10η Πετρίδου Χαρά Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου Σωμάτια & Αντισωμάτια Κουάρκ & Λεπτόνια Αδρόνια & Διατήρηση κβαντικών αριθμών 16/12/2011 Πετρίδου Χαρά Στοιχειώδη Σωμάτια

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη της επίδρασης ενός μαγνητικού πεδίου στην κίνηση των ηλεκτρονίων. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου της γης.

Μελέτη της επίδρασης ενός μαγνητικού πεδίου στην κίνηση των ηλεκτρονίων. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου της γης. Σκοπός της άσκησης: Μελέτη της επίδρασης ενός μαγνητικού πεδίου στην κίνηση των ηλεκτρονίων. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου της γης. Θεωρία: Κίνηση των ηλεκτρονίων υπό την επίδραση μαγνητικού πεδίου: Αν

Διαβάστε περισσότερα

ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN

ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΚΑΘΙΕΡΩΜΕΝΟΥ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΤΑ ΔΥΟ «ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ» ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ Το τρίτο «συστατικό» του καθιερωμένου προτύπου είναι οι θεμελιώδεις δυνάμεις που

Διαβάστε περισσότερα

Δομή του Πρωτονίου με νετρίνο. Εισαγωγή στη ΦΣΣ - Γ. Τσιπολίτης

Δομή του Πρωτονίου με νετρίνο. Εισαγωγή στη ΦΣΣ - Γ. Τσιπολίτης Δομή του Πρωτονίου με νετρίνο 411 Η Ηλεκτρασθενής Ενοποίηση Ο Maxwell ενοποίησε τις Ηλεκτρικές με τις Μαγνητικές δυνάμεις στον γνωστό μας Ηλεκτρομαγνητισμό. Οι Glashow, Weinberg και Salam απέδειξαν ότι

Διαβάστε περισσότερα

Το Καθιερωμένο Πρότυπο. (Standard Model)

Το Καθιερωμένο Πρότυπο. (Standard Model) Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) Αρχαίοι Ίωνες φιλόσοφοι Αρχικά οι αρχαίοι Ίωνες φιλόσοφοι, θεώρησαν αρχή των πάντων το νερό, το άπειρο, τον αέρα, ή τα τέσσερα στοιχεία της φύσης, ενώ αργότερα ο

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 1γ: Επιταχυντές (α' μέρος) Λέκτορας Κώστας Κορδάς

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 1γ: Επιταχυντές (α' μέρος) Λέκτορας Κώστας Κορδάς Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 1γ: Επιταχυντές (α' μέρος) Λέκτορας Κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμ ιο Θεσσαλονίκης Στοιχειώδη ΙΙ, Αριστοτέλειο Παν. Θ/νίκης, 23 Φεβρουαρίου

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Δήμος Σαμψωνίδης (19-12- 2018) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο 1 Τα Θεμελιώδη Φερμιόνια απο τα οποία αποτελείται η Ύλη:

Διαβάστε περισσότερα

Μαθηµα Φεβρουαρίου 2011 Tuesday, February 22, 2011

Μαθηµα Φεβρουαρίου 2011 Tuesday, February 22, 2011 Μαθηµα 2 0 21 Φεβρουαρίου 2011 Βασικές Ιδιότητες των Επιταχυντών Σωµατιδίων Το είδος των σωµατιδίων που επιταχύνονται Η ενέργεια στην οποία επιταχύνονται τα σωµατίδια Το ποσοστό της ενέργειας της δέσµης

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς Φυσική για Μηχανικούς Εικόνα: Το Σέλας συμβαίνει όταν υψηλής ενέργειας, φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο ταξιδεύουν στην άνω ατμόσφαιρα της Γης λόγω της ύπαρξης του μαγνητικού της πεδίου. Μαγνητισμός

Διαβάστε περισσότερα

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά.

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά. Μαγνητικά πεδία Τα µαγνητικά πεδία δηµιουργούνται από κινούµενα ηλεκτρικά φορτία. Μπορούµε να υπολογίσουµε το µαγνητικό πεδίο που δηµιουργούν διάφορες κατανοµές ρευµάτων. Ο νόµος του Ampère χρησιµεύει

Διαβάστε περισσότερα

Cosmotron. Το COSMOTRON ενέργειας 3 GeV ήταν το πρώτο σύγχροτρο πρωτονίων που τέθηκε σε λειτουργία το 1952.

Cosmotron. Το COSMOTRON ενέργειας 3 GeV ήταν το πρώτο σύγχροτρο πρωτονίων που τέθηκε σε λειτουργία το 1952. Εισαγωγή στους Επιταχυντές II Δρ. Eμμανουήλ λ Τσεσμελής (CERN) 24-2525 Ιουνίου 2008 Cosmotron Βrookhaven National Laboratory (BNL) Το COSMOTRON ενέργειας 3 GeV ήταν το πρώτο σύγχροτρο πρωτονίων που τέθηκε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ Κ. Βελλίδης & Ε. Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ, 018 Κλασσική-Κβαντική Εικόνα Πεδίου Εικονικά σωµάτια Διαγράµµατα Feynman Ηλεκτροµαγνητικές και Ασθενείς

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό Πεδίο

Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό Πεδίο Ηλεκτρικό Φορτίο Ν.Coulomb Όπου χρειάζεται στις παρακάτω ασκήσεις θεωρείστε δεδομένες τις τιμές των μεγεθών: k ηλ = 9.10 9 Nm 2 /C 2, e = 1,6.10-19 C, m e = 9,1.10-31 kg, m p = 1,7.10-27 kg, g = 10 m/s

Διαβάστε περισσότερα

Ηλιακά νετρίνα. Εικόνα 1 Πυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του ηλίου. * σ ve : 9.3*10-45 cm 2 (E/Mev) 2

Ηλιακά νετρίνα. Εικόνα 1 Πυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του ηλίου. * σ ve : 9.3*10-45 cm 2 (E/Mev) 2 Ηλιακά νετρίνα. Γνωρίζουμε ότι ενέργεια που ακτινοβολεί ο ήλιος, παράγεται από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στον πυρήνα του ηλίου. Στα προϊόντα των αντιδράσεων περιλαμβάνεται μεγάλος αριθμός νετρίνων. Μπορούμε

Διαβάστε περισσότερα

Ένα Εργαστήριο για την Υφήλιο

Ένα Εργαστήριο για την Υφήλιο Ένα Εργαστήριο για την Υφήλιο Το CERN 1 είναι το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο για την Έρευνα στη Φυσική των Στοιχειωδών Σωματιδίων, το μεγαλύτερο στον κόσμο ερευνητικό κέντρο στον τομέα του. Η ίδρυσή του, το έτος

Διαβάστε περισσότερα

Η κλασσική, η σχετικιστική και η κβαντική προσέγγιση. Θωµάς Μελίστας Α 3

Η κλασσική, η σχετικιστική και η κβαντική προσέγγιση. Θωµάς Μελίστας Α 3 Η κλασσική, η σχετικιστική και η κβαντική προσέγγιση Θωµάς Μελίστας Α 3 Σύµφωνα µε την κλασσική µηχανική και την γενική αντίληψη η µάζα είναι µία εγγενής ιδιότητα των φυσικών σωµάτων. Μάζα είναι η ποσότητα

Διαβάστε περισσότερα

Λύση Α. Σωστή η επιλογή α. Β.

Λύση Α. Σωστή η επιλογή α. Β. 1) Αρνητικά φορτισμένο σωμάτιο κινείται σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο μεγάλης έκτασης. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση. Αν η κατεύθυνση της κίνησης του σωματίου παραμένει σταθερή, τότε: α. Συμπίπτει με την

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Δήμος Σαμψωνίδης (8-1- 2018) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο 1 Αλληλεπιδράσεις και Πεδία στη Σωματιδιακή Φυσική 2 Κλασική

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 7: Αλληλεπιδράσεις νετρονίων & πυρηνική σχάση

Διάλεξη 7: Αλληλεπιδράσεις νετρονίων & πυρηνική σχάση Διάλεξη 7: Αλληλεπιδράσεις νετρονίων & πυρηνική σχάση Αλληλεπιδράσεις νετρονίων Το νετρόνιο ως αφόρτιστο νουκλεόνιο παίζει σημαντικό ρόλο στην πυρηνική φυσική και στην κατανόηση των πυρηνικών αλληλεπιδράσεων.

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα ΔΙΑΛΕΞΗ 17 Εισαγωγή στον Μαγνητισμό Μαγνητικό πεδίο ΦΥΣ102 1 Μαγνήτες και μαγνητικά πεδία

Διαβάστε περισσότερα

Ανιχνευτές σωματιδίων

Ανιχνευτές σωματιδίων Ανιχνευτές σωματιδίων Προκειμένου να κατανοήσουμε την φύση του πυρήνα αλλά και να καταγράψουμε τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων εκτός των επιταχυντικών συστημάτων και υποδομών εξίσου απαραίτητη

Διαβάστε περισσότερα

Θέμα Α. Στις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Θέμα Α. Στις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Φυσική Β Λυκείου - Θετικού Προσανατολισμού Υλη: Κεφάλαια 1, 2, 3, 4, 5 Επιμέλεια διαγωνίσματος: Ελευθέριος Τζανής M.Sc Υποψήφιος Διδάκτωρ Ιατρικής Φυσικής Π.Κ. Αξιολόγηση : Θέμα

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς Φυσική για Μηχανικούς Εικόνα: Το Σέλας συμβαίνει όταν υψηλής ενέργειας, φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο ταξιδεύουν στην άνω ατμόσφαιρα της Γης λόγω της ύπαρξης του μαγνητικού της πεδίου. Μαγνητισμός

Διαβάστε περισσότερα

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Ο Πυρήνας του Ατόμου 1 Σκοποί: Ο Πυρήνας του Ατόμου 15/06/12 I. Να δώσει μία εισαγωγική περιγραφή του πυρήνα του ατόμου, και της ενέργειας που μπορεί να έχει ένα σωματίδιο για να παραμείνει δέσμιο μέσα στον πυρήνα. II. III.

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc. Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο Περιεχόμενα Κεφαλαίου 37 Η κβαντική υπόθεση του Planck, Ακτινοβολία του μέλανος (μαύρου) σώματος Θεωρία των φωτονίων για το φως και το Φωτοηλεκτρικό

Διαβάστε περισσότερα

Καθ. Κ. Φουντάς, Εργ. Φυσικής Υψηλών Ενεργειών, Παν. Ιωαννίνων

Καθ. Κ. Φουντάς, Εργ. Φυσικής Υψηλών Ενεργειών, Παν. Ιωαννίνων Αναδρομή από τις αρχές του εικοστού αιώνα όταν γεννήθηκε η Σωματιδιακή Φυσική (Φυσική Υψηλών Ενεργειών)- ανακαλύψεις, τεχνικές, τεράστια πρόοδος αλλά επίσης σύγχυση και λάθη. Το καθιερωμένο Μοντέλο Τι

Διαβάστε περισσότερα

ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ «Επιταχύνοντας» την Επιστήμη Η διαδραστική έκθεση του CERN στην Αθήνα

ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ «Επιταχύνοντας» την Επιστήμη Η διαδραστική έκθεση του CERN στην Αθήνα ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ «Επιταχύνοντας» την Επιστήμη Η διαδραστική έκθεση του CERN στην Αθήνα Δελτίο Τύπου Επιταχύνοντας την Επιστήμη H διαδραστική έκθεση του CERN στην Αθήνα Την εντυπωσιακή διαδραστική έκθεση που

Διαβάστε περισσότερα

Εκλαϊκευτική Ομιλία. Θεοδώρα. Παπαδοπούλου, Ομ. Καθηγήτρια Φυσικής, ΕΜΠ Μέλος του Συμβουλίου Πελοποννήσου. Ημερίδα CERN Τρίπολη, 13 Νοεμβρίου 2013

Εκλαϊκευτική Ομιλία. Θεοδώρα. Παπαδοπούλου, Ομ. Καθηγήτρια Φυσικής, ΕΜΠ Μέλος του Συμβουλίου Πελοποννήσου. Ημερίδα CERN Τρίπολη, 13 Νοεμβρίου 2013 Εκλαϊκευτική Ομιλία Θεοδώρα. Παπαδοπούλου, Ομ. Καθηγήτρια Φυσικής, ΕΜΠ Μέλος του Συμβουλίου Πελοποννήσου Ημερίδα CERN Τρίπολη, 13 Νοεμβρίου 2013 1 Περιεχόμενα Η γνώση μας για τα Στοιχειώδη Σωματίδια σήμερα

Διαβάστε περισσότερα

B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1

B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1 Παράδειγμα 1..1 Μία δέσμη πρωτονίων κινείται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο μέτρου,0 Τ, που έχει την κατεύθυνση του άξονα των θετικών z, (Σχ. 1.4). Τα πρωτόνια έχουν ταχύτητα με μέτρο 3,0 10 5 m / s

Διαβάστε περισσότερα

Γενικές αρχές ακτινοφυσικής Π. ΓΚΡΙΤΖΑΛΗΣ

Γενικές αρχές ακτινοφυσικής Π. ΓΚΡΙΤΖΑΛΗΣ Γενικές αρχές ακτινοφυσικής Π. ΓΚΡΙΤΖΑΛΗΣ Μέρος πρώτο ΣΚΟΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Να εξηγηθούν βασικές έννοιες της φυσικής, που θα βοηθήσουν τον φοιτητή να μάθει: Τι είναι οι ακτίνες Χ Πως παράγονται Ποιες είναι

Διαβάστε περισσότερα

The Large Hadron Collider @ CERN Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

The Large Hadron Collider @ CERN Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων The Large Hadron Collider @ CERN Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Αντώνης Παπανέστης Rutherford Appleton Laboratory Μεγάλη Βρετανία Rutherford Appleton Laboratory Σύντομο βιογραφικό 44 ο Γυμνάσιο

Διαβάστε περισσότερα

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει:

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει: ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΕΠΙΛΟΓΩΝ Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό πεδίο 1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 10 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει: (α)

Διαβάστε περισσότερα

Κοσμολογία & Αστροσωματιδική Φυσική Μάγδα Λώλα CERN, 28/9/2010

Κοσμολογία & Αστροσωματιδική Φυσική Μάγδα Λώλα CERN, 28/9/2010 Κοσμολογία & Αστροσωματιδική Φυσική Μάγδα Λώλα CERN, 28/9/2010 Η φυσική υψηλών ενεργειών µελετά το µικρόκοσµο, αλλά συνδέεται άµεσα µε το µακρόκοσµο Κοσµολογία - Μελέτη της δηµιουργίας και εξέλιξης του

Διαβάστε περισσότερα

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Μάθημα 1

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Μάθημα 1 Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο 2013-14 Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου Μάθημα 1 α) Ύλη, τρόπος διαβάσματος και εξέτασης β) Εισαγωγή στο αντικείμενο - Πείραμα Rutherford,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W

ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W ΧΡΥΣΑΝΘΗ ΜΟΝΗ Α.Ε.Μ. : 12679 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 17/05/11 Τι είναι και πότε ανακαλύφθηκε το μποζόνιο W Το μποζόνιο Wείναι ένα από τα στοιχειώδη σωμάτια που μεταδίδουν την ασθενή

Διαβάστε περισσότερα

ΥΤΙΚΗ ΚΑΣΕΤΘΤΝΗ Μ Α Θ Η Μ Α : Ε Π Ω Ν Τ Μ Ο :... Ο Ν Ο Μ Α :... Σελίδα 1 από 5 Ε Π Ι Μ Ε Λ Ε Ι Α Θ Ε Μ Α Σ Ω Ν : ΜΠΑΡΛΙΚΑ ΩΣΗΡΗ

ΥΤΙΚΗ ΚΑΣΕΤΘΤΝΗ Μ Α Θ Η Μ Α : Ε Π Ω Ν Τ Μ Ο :... Ο Ν Ο Μ Α :... Σελίδα 1 από 5 Ε Π Ι Μ Ε Λ Ε Ι Α Θ Ε Μ Α Σ Ω Ν : ΜΠΑΡΛΙΚΑ ΩΣΗΡΗ Μ Α Θ Η Μ Α : Δ Ι Α Γ Ω Ν Ι Μ Α : Β Σ Α Ξ Η Λ Τ Κ Ε Ι Ο Τ ΥΤΙΚΗ ΚΑΣΕΤΘΤΝΗ Ε Π Ω Ν Τ Μ Ο :..... Ο Ν Ο Μ Α :........ Σ Μ Η Μ Α : Η Μ Ε Ρ Ο Μ Η Ν Ι Α : 06 /04 / 2 0 1 4 Ε Π Ι Μ Ε Λ Ε Ι Α Θ Ε Μ Α Σ Ω Ν : ΜΠΑΡΛΙΚΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 Άτομα αερίου υδρογόνου που βρίσκονται στη θεμελιώδη κατάσταση (n = 1), διεγείρονται με κρούση από δέσμη ηλεκτρονίων που έχουν επιταχυνθεί από διαφορά δυναμικού

Διαβάστε περισσότερα

Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Ειδική Σχετικότητα - 1 Λυμένα Προβλήματα - IV

Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Ειδική Σχετικότητα - 1 Λυμένα Προβλήματα - IV Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Ειδική Σχετικότητα - 23..20 Άσκηση : Χρησιμοποιώντας την διωνυμική σχέση για προσεγγίσεις υπολογίστε πόσο γρήγορα πρέπει να κινείται χρονόμετρο έτσι ώστε να χτύπα 0 φορές

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Φυσική Κατεύθυνσης Β Λυκείου ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ κ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α Θέµα ο Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση σε κάθε µία από τις παρακάτω ερωτήσεις: Σύµφωνα µε την κινητική θεωρία των ιδανικών αερίων

Διαβάστε περισσότερα