Ιχνηλατώντας τα Μυστικά του Σύμπαντος

Ιχνηλατώντας τα Μυστικά του Σύμπαντος Τα πιο πρόσφατα αποτελέσµατα από το CERN Χαρά Πετρίδου Καθηγήτρια Φυσικής, Α.Π.Θ. Εγκαίνια Έκθεσης CERN Καβάλα, 10 Φεβρουαρίου 20121

Το LHC είναι το µεγαλύτερο Επιστηµονικό Εγχείρηµα του ανθρώπου που θα µας αποκαλύψει τα Μυστικά της Αρχής του Σύµπαντος 2

Περιεχόµενα Η Γνώση µας για τον Kόσµο σήµερα Το LHC και τα Πειράµατα στο CERN Τι ψάχνουµε-τα αναπάντητα ερωτήµατα Το σωµατίδιο Higgs Υπάρχουν άλλες διαστάσεις στη φύση? Η Σκοτεινή ύλη Μετά από δύο χρόνια λειτουργίας του επιταχυντή... Τι µαθαίνουµε απο την παρατήρηση των σωµατιδίων? Τι µάθαµε για το σωµατίδιο Higgs Αντί Συµπεράσµατος 3

Την Ιστορία του Σύµπαντος την Διαβάζουµε µε τα Τηλεσκόπια και τα Διαστηµόπλοια Βλέπουµε το Νεαρό Σύµπαν των 300000 ετών! 4

Η Ιστορία του Σύµπαντος Το LHC αντιστοιχεί στίς συνθήκες εδώ Με τους επιταχυντές µελετάµε το Νεογένητο Σύµπαν: Δισεκατοµµυριοστό του δευτερολέπτου! 5

Ταξίδι σε συνθήκες πρώιµου σύµπαντος Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN: 14 TeV ~ 10-14 sec Σηµείωση: 1 TeV = 1000 GeV = ενέργεια όση η µάζα 1000 πρωτονίων 6

Το απειροστό συναντάει το απειρο! Μελετώντας το απειροστό παίρνουµε πληροφορίες για απειρο! 7

Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων είναι ο σύγχρονος τρόπος µιας προσπάθειας αιώνων, του ανθρώπου, να κατανοήσει τους Νόµους της Φύσης Εd Witten Δημόκριτος (460 371π.Χ): Η ύλη είναι ά-τομα στον κενό χώρο Αριστοτέλης (384 322 π.χ): Ό χώρος είναι ένα συνεχές ύλης Πως µελετούµε τα σωµατίδια και τις δυνάµεις που ασκούνται µεταξύ τους? 8

Μετά από ~100 χρόνια πειραµάτων σκέδασης 1 m (µέτρο) 1/1,000,000,000 μόρια ηλεκτρόνια νετρόνια πυρήνας πρωτόνια H 2 0 άτομα κουάρκς 1/10 1/10,000 1/10 1/10,000 9

Μετά από ~100 χρόνια πειραµάτων σκέδασης 1 m (µέτρο) 1/1,000,000,000 μόρια ηλεκτρόνια νετρόνια πυρήνας πρωτόνια H 2 0 άτομα Hλεκτρόνια και κουάρκ: δε βλέπουμε δομή - θεμελιώδη κουάρκ 10

Υπάρχουν και δυνάμεις Τα σωματίδια αισθάνονται το ένα το άλλο αλληλεπιδρούν με διάφορες δυνάμεις ανταλλάσοντας ειδικά σωματίδια που είναι οι φορείς της δύναμης 11

Υπάρχουν και δυνάμεις Τα σωματίδια αισθάνονται το ένα το άλλο αλληλεπιδρούν με διάφορες δυνάμεις ανταλλάσοντας ειδικά σωματίδια που είναι οι φορείς της δύναμης 12

Υπάρχουν και δυνάμεις Τα σωματίδια αισθάνονται το ένα το άλλο αλληλεπιδρούν με διάφορες δυνάμεις ανταλλάσοντας ειδικά σωματίδια που είναι οι φορείς της δύναμης Τα φορτισμένα σωματίδια ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΟΥΝ μεταξύ τους: έλκονται ή απωθούνται ανταλλασοντας μεταξύ τους φωτόνια Το φωτόνιο (γ) είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης 13

Μετά από ~100 χρόνια πειραµάτων σκέδασης Οι δοµικοί λίθοι της ύλης! Φορείς των δυνάμεων κουάρκ Λεπτόνια 3 γενιές σωματιδίων ύλης Οι τρείς Οικογένειες 14

Οι τέσσερεις Δυνάµεις στη Φύση βαρύτητα βαρυτόνιο ασθενείς W+, W-, Z0 ηλεκτρομα γνητισμός φωτόνιο ισχυρές γκλουόνιο Οι φορείς των δυνάµεων 15

Σήµερα πως µελετούµε τους Νόµους και τις δυνάµεις της Φύσης? Με τους επιταχυντές...μια ιστορία των τελευταίων 80 χρόνων! Tο 1930 o Ernest Lawrence κατασκευάζει το πρώτο κύκλοτρο σε µέγεθος τραπεζιού και κόστος 25 $! Ένας γραµµικός επιταχυντής του 1960 (ενέργειας 2MeV) Σήµερα, µετά από δρόµο µακρύ κατασκευάσαµε το LHC στην υπόγεια σήραγγα του CERN µε κόστος ~ 2 Δις ευρώ! (3.5ΤeV πρωτόνια) 16

Πως το πετυχαίνουµε? Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) είναι η Θερµότερη Γωνιά του Γαλαξία µας Ένας γραµµικός επιταχυντής του 1960 (ενέργειας 2MeV)... και Ο ψυχρότερος δακτύλιος στο Σύµπαν? 1.9 Κ (CMBR 2.7 K) 17

Οι συγκρούσεις των πρωτονίων στο LHC Τα πρωτόνια που συγκρούονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), προκαλούν θερµοκρασίες 100 000 φορές µεγαλύτερες του ήλιου σε µιά απειροελάχιστη περιοχή στο χώρο. Ισοδυναµεί µε θερµοκρασία δισεκατοµµυριοστά του δευτερολέπτου µετά το Βig Bang 18

Πως µελετούµε τους Νόµους και τις δυνάµεις της Φύσης σηµερα?...και µε Σύνθετους Ανιχνευτές Ο Ανιχνευτής CMS 19

Ο Ανιχνευτής ATLAS Ο ανιχνευτής ATLAS - µια πενταόροφη πολυκατοικία! 20

Τέσσερα κύρια πειράµατα γίνονται στη σήραγγα του LHC: σε 100 µέτρα βάθος Η ενέργεια σύγκρουσης των πρωτονίων είναι 7τρις εκατοµύρια µπαταρίες του 1 Volt! Δύο δέσµες µε ~300 τρισεκατοµ. πρωτόνια (3000 δεσµίδες των 100 δις) ταξιδεύουν µε ταχύτητα 99.9999991% του φωτός, Kάνουν ~11000 φορές το δευτερόλεπτο τον γύρο του επιταχυντή (27km περίµετρος) και συγκρούονται κάθε φορά στο κέτρο των 4 πειρ. 21

Οι Συγκρούσεις των πρωτονίων στο LHC Η μάζα είναι μια μορφή ενέργειας E = mc 2 ενέργεια μάζα c = ταχύτητα του φωτός Για να µάθουµε κάτι από τις συγκρούσεις αυτές χρειαζόµαστε ανιχνευτές για: - Να μετρήσουμε την ενέργεια και την ορμή των σωματιδίων που παράγονται στις συγκρούσεις - Να ταυτοποιήσουμε το είδος των σωματιδίων 22

...Μετά από 2 χρόνια θριάµβου στο LHC... Αν τα γράφαµε σε CD θα φτάνανε στην άκρη της ατµόσφαιρας! (~ 20 Km) ένα βουνό από δεδοµένα! Ισοδυναµούν µε 10 χρόνια λειτουργίας του επιταχυντή στο Fermilab! 23

Τι µαθαίνουµε από τα δεδοµένα αυτά? Τι είναι η µάζα? Σκοτεινή ύλη Αντιύλη Τα Aναπάντητα Ερωτήµατα Γιατί τα σωµατίδια έχουν µάζα? Υπάρχει το Higgs? Μήπως ζούµε σε χώρο πολλών διαστάσεων? Υπάρχουν άλλες δυνάµεις στη Φύση? Ζουµε σε χώρο πολλών διαστάσεων? Υπάρχουν Mini-µελανές οπές? Γιατί το Σύµπαν µας αποτελείται κυρίως από σκοτεινή ύλη? Που πήγε η αντιύλη στο Συµπαν µετά την µεγάλη έκρηξη? 24

Γιατί τα σωµατιδια έχουν µάζα? και µάλιστα τόσο διαφορετικές µάζες? Μια πιθανή απάντηση είναι ο Μηχανισµός Higgs που προβλέπει την ύπαρξη του σωµατιδίου Higgs (Θεωρία 1964) Οι µάζες των κουάρκ Peter Higgs To πεδίο Higgs, αν υπάρχει, γεµίζει το σύµπαν και τα σωµατίδια που αλληλεπιδρούν µαζί του αποκτούν µάζα! Μεγάλη ή µικρή ανάλογα µε την αλληλεπίδραση 25

Μήπως ζούµε σε Χώρο Πολλών Διαστάσεων? (Extra Dimensions) Προκύπτει φυσικά στη Θεωρία χορδών (string theory) Προβλέπει τον σχηµατισµό µιας Η ακροβάτης κινείται Μικρής Μελανής Οπής! σε µιά διάσταση, ΑΛΛΑ το έντοµο σε δύο! ΜΟΝΟ που η µια από τις δυό διαστάσεις είναι ΠΟΛΥ µικρή Αν υπάρχουν θα είναι ΠΟΛΥ µικρές! 26

H Σκοτεινή Υλη στο Σύµπαν Οι Αστρονόµοι λένε ότι υπάρχει µεγάλη ποσότητα σκοτεινής ύλης σε Γαλαξίες και Σµήνη Γαλαξιών Η Σκοτεινή ύλη ΔΕΝ εκπέµπει ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία και άρα ΔΕΝ µπορούµε να την δούµε! Την καταλαβαίνου ΜΟΝΟ λόγω βαρύτητας Τα Υπερσυµµετρικά Σωµατίδια Η ύλη που βλέπουµε ΜΟΝΟ 4% Θα µπορούσαν να είναι η απάντηση 27

Υπερσυµµετρία SUperSYmmetry - SUSY Προτείνει συµµετρία ανάµεσα στην ύλη (Φερµιόνια) και τις δυνάµεις (Mποζόνια) Tα Kαθιερωµένα σωµατίδια Kίνητρο η ενοποίηση ύλης και δυνάµεων η επίλυση προβληµάτων στο Καθιερωµένο Πρότυπο (αποκλίσεις στη µάζα του Higgs) Τα Υπερσσυµµετρικά (SUSY) Κάθε σωµάτιο µε σπιν s έχει το Υπερσυµµετρικό του ζευγάρι µε σπιν ~ s-1/2 q (s=1/2) q (s=0) squark ~ g (s=1) g (s=1/2) gluino 28

Πως θα δούµε το Higgs? Πως θα δούµε αν ζούµε σε χώρο πολλών διαστάσεων? Πως θα καταλάβουµε αν υπάρχει η υπερσυµµετρία? Η Σκοτεινή Ύλη? µε το LHC Τα σωµατίδια που δεν ανήκουν στον κόσµο µας παράγονται κατά τις συγκρούσεις και διασπώνται ακαριαία Παρατηρούµε τα σωµατίδια που προέκυψαν από τη διάσπαση... τα παιδιά τους! Ζούν πολύ και τα βλέπουµε επειδή αλληλεπιδρούν µε τους ανιχνευτές µας Στους ανιχνευτές µας βλέπουµε : Ηλεκτρόνια, Φωτόνια, Μιόνια, Κουάρκς Πίδακες Αδρονίων 29

Πως αναζητούµε το Higgs? ένα παράδειγµα Τι βλέπει ο ανιχνευτής µας στο σηµείο της σύγκρουσης! Η εικόνα όλου του ανιχνευτή Σε µία εγκάρσια τοµή 30

Πως αναζητούµε το Higgs? ένα παράδειγµα Μετά την ταυτοποίηση όλων των σωµατιδίων που παράγονται σ άυτή τη µία σύγκρουση βλέπουµε αν στη συγκεκριµένη σύγκρουση δηµιουργήθηκε ένα σωµατίδιο Higgs: E = mc 2 H εικόνα αντιστοιχεί σε ένα σωµατίδιο που πιθανόν να είναι Higgs! Δε θα το µάθουµε ποτέ!! 31

Πως αναζητούµε το Higgs? ένα παράδειγµα Το Higgs µόλις παραχθεί θα διασπασθεί ακαριαία! Ανάλογα µε το τι µάζα έχει, τα τελικά του προϊόντα θα είναι διαφορετικά. Η θεωρία ΔΕΝ προβλέπει την µάζα του! LHC Higgs cross-section working group, 2010, arxiv: 1101.0593 Αναζητούµε στον ανιχνευτή µας όλους τους τρόπους διάσπασης για κάθε περιοχή πιθανής µάζας του Higgs 125 GeV 32

Αναζητώντας το σωµατίδιο Higgs Το καθιερωµένο πρότυπο δεν µας λέει πόση είναι η µάζα του Higgs, αλλά ποιά είναι η πιθανότητα παραγωγής του σαν συνάρτηση της µάζας του. Αριθμός γεγονότων ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Μάζα του συστήματος των 4 μιονίων 33

Πως αναζητούµε το Higgs? ένα παράδειγµα Αν το Higgs διασπάται σε δύο φωτόνια: Αναζητούµε στον ανιχνευτή µας όλα τα γεγονότα που έχουν δύο φωτόνια και υπολογίζουµε την µάζα τους Όλα τα δεδοµένα του 2011! Το Higgs είναι πολύ σπάνιο:...πρέπει να το διαχωρίσουµε από το θόρυβο! Ελέγχουµε άν έχουµε πλεόνασµα γεγονότων σε κάποια περιοχή Σε 10 τρις εκατ. γεγονότα µπορεί να υπάρχει 1 Higgs! 34

Αναζητώντας το σωµατίδιο Higgs Το καθιερωµένο πρότυπο δεν µας λέει πόση είναι η µάζα του Higgs, αλλά ποιά είναι η πιθανότητα παραγωγής του σαν συνάρτηση της µάζας του. Είµαστε 95% σίγουροι ότι το Higgs δεν είναι βαρύτερο από ~132 GeV Επίσης, υπάρχει µια συγκέντρωση γεγονότων που συµφωνούν µε την υπόθεση ότι το Higgs έχει µάζα ~ 125 GeV Αλλά υπάρχει ακόµα αρκετή πιθανότητα αυτά τα παραπανίσια γεγονότα να είναι µια στατιστική έξαρση από γεγονότα υποβάθρου... 35

Πως αναζητούµε το Higgs? ένα παράδειγµα Αν το Higgs διασπάται σε 4 ηλεκτρόνια ή µιόνια: Αναζητούµε στον ανιχνευτή µας όλα τα γεγονότα που έχουν 4 ηλεκτρόνια ή µιόνια και υπολογίζουµε την µάζα τους Όλα τα δεδοµένα του 2011! Το Higgs είναι πολύ σπάνιο:...πρέπει να το διαχωρίσουµε από το θόρυβο! Σε 10 τρις εκατ. γεγονότα µπορεί να υπάρχει 1 Higgs! Ελέγχουµε άν έχουµε πλεόνασµα γεγονότων σε κάποια περιοχή 36

-600-300 -150 Τα αποτελέσµατα από το ATLAS για το Higgs µε ΟΛΑ τα δεδοµένα του 2011! Οι ΠΡΩΤΟΙ που τα βλέπετε! Τα δηµοσιεύσαµε 7 Φεβρουαρίου... Αποκλείονται µάζες του Higgs: 112.9-115.5 GeV, 131-238 GeV και 251-466 GeV GeV Μόνο η περιοχή πάνω από την κόκκινη γραµµή ΔΕΝ µπορεί να αποκλειστεί! 37

Τι έχουµε µάθει για το Higgs? µέχρι σήµερα? Tι προκύπτει από την συνδυασµένη στατιστική ανάλυση των δύο πειραµάτων για όλες τις πιθανές µάζες και όλους τους ανιχνεύσιµους τρόπους διάσπασης Μόνο η περιοχή πάνω από την κόκκινη γραµµή ΔΕΝ µπορεί να αποκλειστεί! 38

Πέρα από το LHC: Τα γρήγορα νετρίνα Πρόσφατα µετρήθηκαν νετρίνα στο πείραµα OPERA (Gran Sasso-Italy) να φτάνουν από το CERN (730km µακριά, µέσα από την γή) γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός κατά περίπου 20 εκατοµυριοστά της ταχύτητας του φωτός! Τα νετρίνα είναι ουδέτερα σωµατίδια, µε ελάχιστη µάζα και αλληλεπιδρούν σπάνια µε την ύλη 39

Πέρα από το LHC: Τα γρήγορα νετρίνα Αν τα πειραµατικά αποτελέσµατα επιβεβαιωθούν οι συνέπειες στους Νοµους της Φύσης θα είναι συναρπαστικές Νετρίνα από το CERN στο Gran Sasso. Μήπως κόβουν δρόµο από κάποια επιπλέον διάσταση, µή αντιληπτή από µάς;;!! Η απόσταση (730km) είναι γνωστή µε ακρίβεια 20 cm! και ο χρόνος άφιξης των νετρίνων µε ακρίβεια 10ns 40

Αντί Συµπεράσµατος... Η έρευνα για την κατανόηση των Νόµων της Φύσης βρίσκεται σήµερα στο απόγειό της! Οι απαντήσεις της Φυσικής όποιες κι αν είναι: για την ύπαρξη του Higgs, για την ύπαρξη άλλων δυνάµεων στη φύση, για την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων θα διαµορφώσουν, µέσα στην επόµενη δεκαετία, τον τρόπο που σκεπτόµαστε Η Ελλάδα και το Πανεπιστήµιό µας, ειδικώτερα, συµµετέχει ενεργά σ αυτό το γίγνεσθαι. (βλ. επόµενη οµιλία) Το πολυτιµο αυτό κεφάλαιο είναι στα χέρια της Νέας Γενιάς, που αξίζει να το αξιοποιήσει και να συνεχίσει σ αυτή την πρόκληση Η έκθεση του CERN που βρίσκεται σήµερα εδώ είναι µια πρώτη ευκαιρία για να προβληµατιστείτε για την αξία και την σπουδαιότητα της έρευνας 41

Από την... Πρώτη Μέρα του LHC το ΑΠΘ, µαζί µε τα άλλα Ελληνικά Πανεπιστήµια & ΤΕΙ ήταν Παρόν! 42

...Πληθώρα δηµοσιευµένων αποτελεσµάτων στο ATLAS µε την συµβολή του ΑΠΘ! Relative E Di-muon Candidates / ( 0.017 GeV ).4 ATLAS Preliminary 1 L = 6.4nb 0.2 Opposite Sign MU0 Barrel+Endcaps 1 + µ - ) [nb/gev] dy*br(j/ µ T /dp 2 0.8 4 10 3 10 2 10 100 10 d1 80 60 40 20 0 entries / 2 GeV 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 J/ p [GeV] T 0.6 3 10 ATLAS Preliminary s = 7 TeV -1 L dt = 41 pb 2.6 2.8 3 3.2 3.4 250 3.6 3.8 m 4 µµ [GeV] 4.2 350 300 250 200 150 100 (Pythia+NRQCD) x0.1 Spin-alignment uncertainty 0.4 ATLAS Preliminary -1 L = 6.4 nb 0.2 MU0 Barrel 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Muon p [GeV] T ATLAS Preliminary -1 L int = 9.5 nb ATLAS Preliminary 1.50 y <2.25 J/ 0.75 y <1.50 J/ 0.00 y <0.75 J/ } x1 0 2 4 6 8 10 12 14 J/ p [GeV] T entries / 0.25 50-1 200 ATLAS Preliminary L = 6.4 nb 180 7 TeV data 0 0 5 10 15 20 25 30 35 160 40 45 Monte Carlo Simulation 50 140 MC statistical error averaged over all bins p [GeV] T 120 (GeV) T J/ p Data: 2010 Fit projection Fit projection of bkg. N J/ = 846000 ± 1000 µ = 3.095 ± 0.003 GeV J/ J/ = 65 ± 1 MeV Entries/0.080 [GeV] 400 350 300 200-1 L = 6.4 nb 150 7 TeV data 100 Monte Carlo Simulation 50 MC statistical error averaged over all bins 1.2 ATLAS Preliminary p > 3 GeV 1.3 < <2.0 1 0.8 s= 7 TeV 0.6 Ldt = 3.1 pb 0.4 CB+ST MC Chain 1 CB+ST Data Chain 1 0.2 CB MC Chain 1 CB Data Chain 1 0 0 2 4 6 8 10 12 p [GeV] 100 80 60 40 20 0-2.5-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 9 14 y 8 12 7 10 1 6 0.9 Data: ratio of non-prompt to prompt 8 5 J/ Pythia+NRQCD 0.8 4 6 0.7 3 Reconstructed 4 ATLAS Preliminary J/ candidate map 0.6-1 L int = 17.5 nb 2 2 ATLAS } x100 Preliminary 0.5 1-1 L = 0 0 9.5 nb 0.5 1 0.4 1.5 2 2.5 0 int } x10 (Absolute) 0.3 J/ rapidity d (bb J/ )/d (pp J/ ) Efficiency ATLAS Preliminary 7 TeV data: Opposite Sign Monte Carlo Simulation Χαρά Πετρίδου 0.2 0.1 0 Entries / (30 MeV) L int Entries / (30 MeV) 120 100 100 0 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 Κώστας Κορδάς 80 60 80 60 40 20 2 4 6 8 10 12 14 J/ p (GeV) T 40-1 = 6.4 nb 20 Βασιλική Κούσκουρα J/ Mass [GeV] ATLAS Preliminary T s = 7 TeV -1 L dt = 3.4 pb -1 ATLAS Preliminary s = 7 TeV L dt = 3.4 pb 0 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 m J/ K (MeV) [GeV] T p 10 9 8 7 6 5 4 Entries/0.05 GeV m B ± = 5283.2 ± 2.5 (stat.) MeV = 39 ± 3 (stat.) MeV N B ± = 283 ± 22 (stat.) + + J/ (µ µ )K + J/ (µ µ )K - - -1 L xy > 300 µm - 3 0.8 0.65 s= 7 TeV 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120-1 2 0.6 0.6 p [GeV] Ldt = 3.1 pb T 1 5000 ATLAS Preliminary 0.55 CB Simulation 0.4 CB+ST MC Chain 1-1 0 4500 s = 7 TeV L dt = 3.1 pb 0.5 CB+ST Data Chain 1-2.5-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 p > 3 GeV 4000 0.2 CB MC Chain 1 3 < p 4 GeV ATLAS Preliminary T CB Data Chain 1 3500 0.1 < 1.1 Data 2010 ( s = 7 TeV) 0 3000 1.2 Unmatched 0 2 4 6 8 10 12 2500 W µ QCD ATLAS Preliminary probe p > 3 GeV p [GeV] Z µµ <0.1 T W 2500 1 2000 Z s= 7 TeV tt 2000-1 Ldt = 3.1 pb 0.8 1500 1500 CB Gaussian+quadratic fit Matched 1000 0.6 probe 1000 CB+ST Efficiency 1.2 1 L xy > 300 µm 0.8 0.6 m J/ K ATLAS Preliminary 0 0.6 5000 5100 5200 5300 5400 5500 5600 Δήµος Σαµψωνίδης Efficiency 1.2 1 0.8 Relative Efficiency Efficiency Gaussian+quadratic fit 0.4 p > 6 GeV T s= 7 TeV 0.2 CB+ST MC Chain 1-1 Ldt = 3.1 pb CB+ST Data Chain 1 0-3 -2-1 0 1 2 3 q 0.4 ± (MeV) -1 L = 6.4 nb ATLAS Preliminary CB MC Chain 1 0.2 CB MU0 Data Barrel Chain 1 Efficiency 1 0.8 0.6 0.4 0 0 2 4 61 GeV 8 < p 10 < 6 GeV T 12 p > 3 GeV 14 16 18 20 Muon p [GeV] T 1.2 ATLAS Preliminary p > 3 GeV 2.0 < <2.5 1 5 10 0.8 s= 7 TeV 4 10-1 0.6 Ldt = 3.1 pb 3 1 10 0.4 CB+ST MC Chain 1 CB+ST Data Chain 1 2 0.95 10 0.2 CB MC Chain 1 0.9 CB Data Chain 1 10 0 00.85 2 4 6 8 10 12 p [GeV] T 1 0.8 1.2-1 ATLAS Preliminary 0.75 p > 3 GeV 10 0.1 < <1.1 1-2 0.7 10 Efficiency Entries / 2.5 GeV 10000 8000 6000 4000 2000 500 0.4 CB+ST MC Chain 1 0 CB+ST Data Chain 1 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 0.2 CB MC Chain 1 m [GeV] CB Data Chain 1 0 0 2 4 6 8 10 12 p [GeV] T Entries / 2.5 GeV ATLAS Preliminary s= 7 TeV 0.2-1 Ldt = 3.1 pb 0-3 -2-1 0 1 2 3 q 5 10 4 10 ATLAS Preliminary 3 10 Ιωάννης Νοµίδης Δηµήτρης Ηλιάδης 2 10-1 L dt=37 pb 10 Entries / 2.5 GeV 4 10 3 10 2 10 10-1 10 1-2 16000 ATLAS Preliminary Data 2010 ( s = 7 TeV) W µ 14000 QCD L dt = 35 pb Z µµ W 12000 Z tt 1 20 40 60 80 100 120 E T [GeV] Entries / 2.5 GeV Entries/2.5 GeV -1 Data 2010 ( s= 7 TeV) Z ee QCD Z W e tt 300 250 200 150 L dt=3.14 pb 40 50 60 70 80 90 100 110 120 m T [GeV] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 11 ATLAS Preliminary Data 2010 ( s=7 TeV) -1 L dt = 3.37 pb Z µµ tt Z QCD W µ 100 Data 2010 ( s= 7 TeV) 50 Z ee ATLAS Preliminary L dt=3.14 pb Δηµήτρης Κυριαζόπουλος Ντίνος Μπαχάς 43-1 ATLAS Prelimina m ee [GeV] 0 60 70 80 90 100 110 120 Entries / 5 GeV 500-1 Data 2010 ( Z ee QCD Z W e tt Ανδρέας Πετρίδης ATLAS Preliminary -1 L dt = 3.11 pb Ηλέκτρα Χρηστίδη 0 0 20 40 60 80 100 120 [GeV] m T s= 7 T E T [G

Spare Slides 44

Πως αναζητούµε το Higgs? ένα παράδειγµα Αν το Higgs διασπάται σε 4 ηλεκτρόνια: Αναζητούµε στον ανιχνευτή µας όλα τα γεγονότα που έχουν 4 ηλεκτρόνια και υπολογίζουµε την µάζα τους Το Higgs είναι πολύ σπάνιο:...πρέπει να το διαχωρίσουµε από το θόρυβο! Σε 10 τρις εκατ. γεγονότα µπορεί να υπάρχει 1 Higgs! Ελέγχουµε άν έχουµε πλεόνασµα γεγονότων σε κάποια περιοχή 45

Το Πείραµα ATLAS στο ΑΠΘ Ο στόχος-πρόκληση : Να ανακάλυψουµε το σωµατίδιο Higgs ή νέα σωµατίδια Higgs -> 2e+2µ + MinBias 46

Το Πείραµα ATLAS στο ΑΠΘ Ο στόχος-πρόκληση : Να ανακάλυψουµε το σωµατίδιο Higgs ή νέα σωµατίδια Πως από αυτό Higgs -> 2e+2µ + MinBias 46

Το Πείραµα ATLAS στο ΑΠΘ Ο στόχος-πρόκληση : Να ανακάλυψουµε το σωµατίδιο Higgs ή νέα σωµατίδια Πως από αυτό Higgs -> 2e+2µ + MinBias Θα βρούµε αυτό 46

Πως φαίνονται Ηλεκτρόνια, Φωτόνια, 47

Η Ενοποίηση των Αλληλεπιδράσεων 48

Οι Συγκρούσεις στο LHC σήµερα Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στις συγκρούσεις Pb-Pb η αναµενόµενη κατάσταση της ύλης-φάση: quark-gluon πλάσµα! 49

Οι δύο περιοχές στην Έρευνα της Φυσικής Η Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων μελετά το απειροστό Η Αστροφυσική μελετά το άπειρο Μικροσκόπια Κιάλια Οπτικά Τηλεσκόπια Ραδιοτηλεσκόπια Επιταχυντές Σωµατιδίων & Ανιχνευτές Γυµνό µάτι