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

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

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

Ολυμπιάς Κοντολέων
6 χρόνια πριν
Προβολές:

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

2 Σωματίδια, σωμάτια... Εκτός από τα διάσημα πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια, υπάρχουν πολλά άλλα: Ta πρωτόνια & νετρόνια (...νουκλεόνια) είναι φτιαγμένα από... Quarks! Στα μάτια μας φτάνουν...φωτόνια από οτιδήποτε βλέπουμε Νετρίνα μας διαπερνούν αντιμετωπίζοντας μας σαν...κενό! Βραχύβια σωματίδια εμφανίζονται και εξαφανίζονται στους μετασχηματισμούς ύλης ενέργειας (...θυμίζει κάτι η Εcmc 2 )) Ο πυρήνας συγκρατείται σταθερός με ανταλλαγή γλουονίων, διαβάσαμε για το σωμάτιο του Higgs, ή ίσως και τα βαρυόνια! Ο κατάλογος δεν σταματά εδώ. Και μην ξεχνάμε και την...αντιύλη!

3 Στοιχειώδη* Σωμάτια... *χωρίς δομή

4 Quarks: Στοιχειώδη συστατικά της ύλης The Fuse Schooll Δεν υπάρχουν ελεύθερα, αλλά συνδέονται σχηματίζοντας αδρόνια (π.χ. πρωτόνια και νετρόνια.) Είναι 6, έχουν φορτίο, μάζα, spin και...ιδιαίτερα ονόματα!

αλληλεπίδραση ανταλλάσοντας γλουόνια up με φορτίο + 2 3 e down με φορτίο 1

5 Quarks... physics4u.wordpress Quarks up και dow, συνδέονται μεταξύ τους με ισχυρή αλληλεπίδραση ανταλλάσοντας γλουόνια up με φορτίο e down με φορτίο 1 3 e wikipedia Ερωτήματα που περιμένουν απάντηση... Γιατί τα quarks μένουν εγκλωβισμένα στον πυρήνα; Με ποιο μηχανισμό αποκτούν την μάζα τους;

(Κάτι σαν μια... ζεστή, μα πολύ ζεστή, σούπα ~ 100.000 πιο ζεστή από τον πυρήνα του ήλιου!

6 Από την θεωρία ισχυρής αλληλεπίδρασης ( Κβαντική Χρωμοδυναμική ): CERN Αν θερμοκρασία (...η κινητική ενέργεια...) ξεπεράσει ένα κρίσιμο όριο, τα quarks και τα γλουόνια ελευθερώνονται σε μία κατάσταση πλάσματος QQuarkGluo Plasma). (Κάτι σαν μια... ζεστή, μα πολύ ζεστή, σούπα ~ πιο ζεστή από τον πυρήνα του ήλιου!) Οι συνθήκες αυτές υπήρχαν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος και δημιουργούνται στον επιταχυντή LHC, κατά την σύγκρουση πυρήνων με ταχύτητες κοντά σε αυτήν του φωτός.

Strange Quarks, παράξενα αδρόνια, παράδοξος κόσμος! Στην ασταθή κατάσταση QGP εμφανίζονται (για δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου) τα stra ge quarks.

7 Strange Quarks, παράξενα αδρόνια, παράδοξος κόσμος! Στην ασταθή κατάσταση QGP εμφανίζονται (για δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου) τα stra ge quarks. CERN Σχηματίζουν παράξενα σωματίδια ( Strange particles ) όπως το Καόνιο Λάμδα Λ. Κ S o ή το Μεγάλος αριθμός παράξενων σωματιδίων, (αυξημένη παραδοξότητα) είναι ένδειξη ότι οι συγκρούσεις έχουν οδηγήσει στην ζητούμενη κατάσταση πλάσματος QGP.

Μετρήσεις... CERN Λόγω της ταχύτητας τους τα παράξενα σωματίδια προλαβαίνουν να διανύσουν μικρές απόσταση (~ mm-cm) πριν διασπαστούν με ορισμένο τρόπο.

8 Μετρήσεις... CERN Λόγω της ταχύτητας τους τα παράξενα σωματίδια προλαβαίνουν να διανύσουν μικρές απόσταση (~ mm-cm) πριν διασπαστούν με ορισμένο τρόπο. Μελετώντας τα προϊόντα της διάσπασης μπορούμε να βρούμε το αρχικό σωματίδιο προέλευσης. Τα φορτισμένα προϊόντα (π.χ. π+) κινούνται κυκλικά μέσα σε μαγνητικό πεδίο. Η τροχιά εξαρτάται από την ορμή και το φορτίο τους.

Σκοπός του πειράματος... Βικιπαίδεια Στην κατάσταση QGP εμφανίζονται μεταβατικές δομές (σωματίδια εξαιρετικά βραχύβια) κατά τους μετασχηματισμούς ύλης ενέργειας.

9 Σκοπός του πειράματος... Βικιπαίδεια Στην κατάσταση QGP εμφανίζονται μεταβατικές δομές (σωματίδια εξαιρετικά βραχύβια) κατά τους μετασχηματισμούς ύλης ενέργειας. Η μελέτη τους δίνει πληροφορίες για τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα συστατικά της της ύλης. Φτάνοντας στις καταστάσεις που επικρατούσαν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος αναζητούμε απαντήσεις στα πρωταρχικά ερωτήματα..

10 Η φυσική στη μελέτη μας... The particle adventure Στα φαινόμενα των διασπάσεων που μελετάμε, εφαρμόζουμε βασικές αρχές όπως: Αρχή διατήρησης ορμής: Αρχή διατήρησης ενέργειας: Ε 1 =Ε 2 +Ε 3 Για την ενέργεια προφανώς χρησιμοποιούμε την σχετικιστική μορφή: p 1 = p 2 + p 3 Ε 2 =p 2 c 2 +m 2 c 4 O συνδυασμός τους οδηγεί σε μια απλή εξίσωση όπου από τις μάζες και τις ορμές των προϊόντων υπολογίζουμε την μάζα του αρχικού παράξενου σωματιδίου. Ωχ, πράξεις; Όχι! Όλα αυτά τα αναλαμβάνει το λογισμικό που χρησιμοποιούμε στην άσκηση και είναι απλοποιημένη μορφή των αντίστοιχων που χρησιμοποιούνται στο πείραμα ALICE.

11 Η άσκηση... ALICE Masterclasses Στην άσκηση χρησιμοποιούμε δεδομένα που έχουν καταγραφεί από τους ανιχνευτές του πειράματος. Με την χρήση του λογισμικού προσπαθούμε να ανιχνεύσουμε την ύπαρξη παράξενων σωματιδίων. Ειδικότερα, και πάντα μέσα από το λογισμικό. Παρατηρούμε τροχιές σωματιδίων από διασπάσεις, προβλέπουμε την προέλευση τους και την επιβεβαιώνουμε με χρήση των τιμών μάζας ορμής. Η γραφική ανάλυση των αποτελεσμάτων δίνει πληροφορίες για το αποτέλεσμα της κρούσης των πυρήνων.

12 Η άσκηση... Αναλυτική περιγραφή της άσκησης υπάρχει στην ιστοσελίδα του ALICE MasterClass (και σε ελληνική γλώσσα)... ALICE Masterclasses

13 Η άσκηση... Αναλυτική περιγραφή της άσκησης υπάρχει στην ιστοσελίδα του ALICE MasterClass (και σε ελληνική γλώσσα)... ALICE Masterclasses

14 Ελληνική Ομάδα Εκλαϊκευσης CERN, Ευρωπαϊκό εργαστήριο Φυσικής Σωματιδίων Alice Masterclasses Videos Πηγές Αναζητώντας παράξενα σωματίδια στο ALICE Μεγάλη έκρηξη CERN/ALICE The Particle Adventure Βικιπαίδεια, Particle Overview Επιμέλεια: Νίκος Αναστασάκης, Φυσικός υπ. Ε.Κ.Φ.Ε.Χανίων

Σχετικά έγγραφα

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