Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων ΙΙ. Μάθηµα 1ο 24/4/2007

Σχετικά έγγραφα
Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων ΙΙ. Μάθηµα 1ο 15/2/2011

Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων. 8 ου Εξαµήνου ιδ. Αν.Καθ Πετρίδου Χαρά Φεβρουάριος 2006

Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων ΙΙ

Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων ΙΙ. Μάθηµα 1ο 26/2/2015

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

Πειραµατική Θεµελίωση της Φυσικής Στοιχειωδών Σωµατιδίων. Μάθηµα 1ο 2/3/2017

Μαθηµα Φεβρουαρίου 2011 Tuesday, February 22, 2011

Βασικές Ιδιότητες των Επιταχυντών Σωµατιδίων

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου, Κ. Κορδάς. Μάθημα 2α: Επιταχυντές

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

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

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

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

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

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

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

Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

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

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

Επιταχυντϋσ Σωματιδύων

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

Επιταχυντές και Ανιχνευτές στην Πυρηνική και Σωµατιδιακή Φυσική

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

Η κατακόρυφη τομή...

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια

Η έρευνα στο CERN και η εισαγωγή της στην σχολική τάξη

Καλώς Ορίσατε στο CERN

Όλοι οι επιταχυντές αξιοποιούν ηλεκτρικά πεδία για την επιτάχυνση φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρονίων, πρωτονίων ή βαρύτερων ιόντων) σε υψηλές

ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W

Επιτεύγματα. της Πειραματικής Φυσικής Υψηλών Ενεργειών

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

Πειραµατική Θεµελίωση της Φυσικής Στοιχειωδών Σωµατιδίων

Μαγνητικό πεδίο.

Σε περίπου 200 µέρες θα ξεκινήσει το LHC

Επιταχυντές και Ανιχνευτές στην Πυρηνική και Σωµατιδιακή Φυσική

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

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια

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

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Μάθημα 1

Ένα Εργαστήριο για την Υφήλιο

Καλώς Ήρθατε στο CERN

Προλεγόµενα. Σπύρος Ευστ. Τζαµαρίας

ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΚΑΒΑΛΑΡΗ ΑΝΝΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΟΥ ΙΩΑΝΝΑ ΚΟΥΣΟΥΝΗ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο Δεκέμβριος 2009

Κίνηση φορτισµένου σωµατιδίου σε µαγνητικό πεδίο

Ο ΜΕΓΑΛΟΣ ΑΔΡΟΝΙΚΟΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΗΣ (Large Hadron Collider = LHC) ΣΤΟ CERN

Μαθηµα Tuesday, February 22, 2011

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

Σχετικιστική Κινηματική

Δύο Συνταρακτικές Ανακαλύψεις

Καλώς Ορίσατε στο CERN

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

Η συμβολή του Τοπογράφου Μηχανικού σε εργασίες υψηλής ακρίβειας Η περίπτωση του ερευνητικού κέντρου CERN

ΕΣΧΑΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΥΛΗΣ

THE CERN. Walking for art's sake, 2005

CERN black board, Jul Presse écrite après l annonce de la découverte du boson de Higgs au séminaire du 4 juillet 2012 au CERN

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Οι εξισώσεις του Μάξγουελ

Large Hardron Collider (LHC)

Μεγάλα πειράματα για τη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Καλώς Ορίσατε στο CERN

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 30/3/2017

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ


Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 24η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Εισαγωγη στους ανιχνευτες σωματιδιων στο CERN

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

Two boson production on Fermilab and LHC. Σκορδά Ελένη Α.Ε.Μ Εξάμηνο 8o

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

Εισαγωγη στους ανιχνευτες σωματιδιων στο CERN

ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο. Η δυναμική ενέργεια ανήκει στο σύστημα των δύο φορτίων και δίνεται από τη σχέση:

Νετρίνο το σωματίδιο φάντασμα

Αναζητώντας παράξενα σωµατίδια στο ALICE

ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ Μονάδες. Ε.Ν. ΓΑΖΗΣ ΣΕΜΦΕ-Τοµέας Φυσικής 04

Το Καθιερωμένο Πρότυπο. (Standard Model)

Το σύμπαν είναι σαν ένα τεράστιο ταχυδακτυλουργικό κόλπο και οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν πώς το κάνει αυτό που κάνει.

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

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 1η Πετρίδου Χαρά

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 B ΦΑΣΗ

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

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός Οπτική)

Yπεύθυνη καθηγήτρια Ομίλου Φυσικής, Γεωργία Ρουμπέα

Δ. Σαμψωνίδης & Κ.Κορδάς. Ανιχνευτές : Μάθημα 2β Μέτρηση ορμής σωματιδίου

Νέες εξελίξεις στους μικροανιχνευτές σωματιδίων με ευγενές αέριο: ο ανιχνευτής micromegas. Κωνσταντίνος Κουσουρής

Greek Teachers Programme Γενεύη, 10 Νοεμβρίου 2015

Μιόνιο μ ±. Mass m = ± MeV Mean life τ = ( ± ) 10 6 s τμ+/τ μ = ± cτ = 658.

Αναστασόπουλος Πασχάλης. LHC στο CERN: Η µεγαλύτερη µηχανή του κόσµου

ΙΑΤΡΙΚΟΙ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ

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

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

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 5: Σκέδαση αδρονίων και χρυσός κανόνας του Fermi. Λέκτορας Κώστας Κορδάς

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΦΥΣ 131 Φθινόπωρο Διδάσκων: Φώτης Πτωχός

CERN Επιτεύγματα, Προοπτικές, Προσδοκίες -

Λύση Α. Σωστή η επιλογή α. Β.

ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: 3 ο -4 ο κεφάλαιο ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/03/2014

Επιταχυντές Χαμηλών Ενεργειών

Πληροφορίες για την δέσμη Τ9 και τις πειραματικές εγκαταστάσεις

Εκπαιδευτική Αξιοποίηση του CERN στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Ισχυρές Αλληλεπιδράσεις Γκλουόνια και Χρώμα Κβαντική Χρωμοδυναμική Ασυμπτωτική Ελευθερία

Transcript:

Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων ΙΙ Μάθηµα 1ο 24/4/2007

Τα πειράµατα στη Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων (παρόν-µέλλον) Πολύπλοκα: δέσµες επιταχυντών Επιταχυντές δεσµών Σωµατιδίων Κατασκευή ανιχνευτή Ηλεκτρονικά Computers Ανιχνευτική Διάταξη Λήψη Δεδοµένων LEP πειράµατα : > 300 άτοµα LHC πειράµατα : >2000 άτοµα (φυσικοί, µηχανικοί, τεχνικοί) Ανάλυση Δεδοµένων Φυσική - Νεα Γνώση

Τα πειράµατα στη Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων (παρόν-µέλλον) Accelerator(s) Accelerator of stable charged particles: p,p, e + e -,A n+ Beam lines Interactions, Bremshtralung, beam halo, Beam-Beam or beam-target collisions

Τα πειράµατα στη Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων (παρόν-µέλλον) Detector system Control Monitor Fast electronics Interface Time, position and amplitude measurement Event selection (trigger) Event building, buffering and transfer of data to mini computers On-line computers Magnetic tape (CD, Hard Disk) Recording of data, control, monitoring Storage of raw data

Πολύπλοκα: δέσµες επιταχυντών Κατασκευή ανιχνευτή Ηλεκτρονικά Computers LEP πειράµατα>300 άτοµα Control Τα πειράµατα στη Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων (παρόν-µέλλον) Accelerator(s) LHC πειράµατα>2000 άτοµα(τεχνικοί, φυσικοί, µηχανικοί) Monitor Beam lines Beam-Beam or beam-target collisions Detector system Fast electronics Interface On-line computers Magnetic tape Off-line computers Data summary tape PHYSICS Accelerator of stable charged particles: p,p, e + e -,A n+ Interactions Time, position and amplitude measurement and event selection (trigger) Event building, buffering and transfer of data to mini computers Recording of data, control, monitoring Storage of raw data Off-line analysis

Οι επιταχυντές σωµατιδίων Βασικές αρχές και στοιχεία επιταχυντή σωµατιδίων Ιδιότητες ενός επιταχυντή Προταιρήµατα και µειονεκτήµατα τύπων επιταχυντών Παραδείγµατα σύγχρονων επιταχυντών

Γενική περιγραφή επιταχυντών σωµατιδίων Γραµµικός επιταχυντής Πηγή σωµατιδίων Κυκλικός επιταχυντής Κοιλότητες επιτάχυνσης Βending Μαγνήτες καµπύλωσης

ΟΙ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Επιταχυντές: δέσµες «σταθερών» σωµατιδίων e +, e -, p, pbar, A n+, µ ±?(µέλλον) Colliders: SppS, LEP, HERA, TeVatron, LHC Head on συγκρούσεις στον σωλήνα κενού της µηχανής ppbar, pp, e + e -, ep, Pb-Pb Fixed target: PS, SPS Η δέσµη (p) προσκρούει σε σταθερό στόχο παράγονται δευτερεύουσες δέσµες: (µ ±, Κ ±, π ±, p ±, e ±, v, γ, Κ L )

ΟΙ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Σταθερού στόχου Συγκρουστήρες δεσµών

Oι επιταχυντές σωµατιδίων (αναδροµή) Tο 1930 o Ernest Lawrence εφευρίσκει και κατασκευάζει το πρώτο κύκλοτρο σε µέγεθος τραπεζιού και κόστος 25 $ και σήµερα οι φυσικοί, µετά από δρόµο µακρύ κατασκευάζουν το LHC στο υπόγειο τούνελ του CERN µε κόστος πάνω από 2 Geuro! Aντίγραφο του κυκλοτρου του Lawrence στον Μικρόκοσµο του CERN

Βασικές Ιδιότητες των Επιταχυντών Σωµατιδίων Τα είδη των σωµατιδίων που επιταχύνονται Η ενέργεια στην οποία επιταχύνονται τα σωµατίδια Το ποσοστό της ενέργειας της δέσµης που είναι διαθέσιµο για την παραγωγή ΝΕΩΝ σωµατιδίων Η φωτεινότητα της δέσµης ( Luminosity)

Ποιά είδη σωµατιδίων επιταχύνουµε? Φορτισµένα Επιταχύνονται µε ηλεκτρικά πεδία (Ενέργεια = φορτίο * διαφορά δυναµικού) Οδηγούνται και εστιάζονται µε µαγνητικά πεδία Μακρόβια (σταθερά) 1. άπειρο χρόνο ηµιζωής 2. αλλά : εξαιτίας του παράγοντα Lorentz :γτ, ο χρόνος ζωής µέσα στον επιταχυντή µπορει να ειναι αρκετά µεγάλος Παράδειγµα : Πιόνια, τ=2.6x10-8 sec, E=100 GeV, γ = E/m = 100/0.14 = 1428.6, γτ = 0.04msec, v c, µέση διανυόµενη απόσταση = c γ τ = 11 Km (αρκετή για πειράµατα σταθερού στόχου) Μιόνια, τ=2.2x10-6 sec, E=100 GeV, m=0.1gev/c 2 =1428.6, γτ = 4.4msec!, v c, µέση διανυόµενη απόσταση = c γ τ = 1320 Km!! (υπάρχουν ιδέες για επιταχυντές συγκρουστήρες µιονίων) Στη πράξη οι συγκρουστήρες σήµερα ειναι : Ηλεκτρονίων & αντι-ηλεκτρονίων, πρωτονίων & αντι-πρωτονίων

Τι αλλάζει µε τον τύπο των σωµατιδίων που επιταχύνουµε? Σύγκρουση e -, e + σε quarks e -, e + είναι σηµειακά σωµατίδια Δεν έχουν χρώµα => δεν έχουµε συµβολή της αρχικής µε την τελική κατάσταση (gluon emission) Οι θεωρητικοί υπολογισµοί είναι ευκολοι και ακριβείς Συγκρουστήρες p, p σε quarks και gluons Τα πρωτόνια αποτελούνται από quarks. Αυτά αλληλεπιδρούν, ΜΟΝΟ µέρος της ενεργειας της δέσµης χρησιµοποιείται στην αλληλεπίδραση Οι κατανοµές παρτονίων στο πρωτόνιο ΜΟΝΟ πειραµατικά υπολογίζονται Τα σωµατίδια που συγκρούονται έχουν χρώµα => οι θεωτητικοι υπολογισµοί ειναι δυσκολοι και όχι ακριβείς

Τι αλλάζει µε τον τύπο των σωµατιδίων που επιταχύνουµε? Συγκρούσεις e p π.χ. στον HERA στο DESY τα e είναι σηµειακά και χρησιµοποιούνται για την µελέτη της δοµής του πρωτονίου απο quarks & gluons Στους συγκρουστήρες ep Η δέσµη των e- (e+) έχει απώλειες λόγω ακτινοβολίας σύνχροτρον (µειονέκτηµα) Καλό κενό Η δέσµη των πρωτονίων ΔΕΝ έχει απώλειες λόγω ακτινοβολίας σύνχροτρον (πλεονέκτηµα) Κακό κενό (high p-beam gas reaction rates)