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

Σχετικά έγγραφα
Αντιδράσεις των κοσμικών ακτίνων στην ατμόσφαιρα, Καταιονισμοί.

Αντιδράσεις των κοσμικών ακτίνων στην ατμόσφαιρα,

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

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

Νετρίνα υπερ-υψηλών ενεργειών UHE

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ

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

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

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

δ-ray με κινητική ενέργεια T e και ορμή p e παράγεται σε μια γωνία Θ q, p

Μάθημα 18 Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με την ύλη.

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

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

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

Περίληψη μαθήματος. (Συνοδεύει τις διαφάνειες)

Ανιχνευτές σωματιδίων

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

Απορρόφηση ακτινοβολίας-β από την ύλη

Σύνθεση Κοσμικής Ακτινοβολίας. (Συνοδεύει τις διαφάνειες)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ 2 ΕΡΓΑΣΙΑ: Αναλογικός Ανιχνευτής ολίσθησης και Σύστημα λήψης δεδομένων CAMAC

Αλληλεπίδραση των σωματιδίων με την ύλη

dx A β δ: παράμετρος πυκνότητας, πόλωση του μέσου, ενέργεια πλάσματος τι περιμένουμε 1/ 2 πτώση Ένα ελάχιστο: minimum ionizing particle: MIP

P = E /c. p γ = E /c. (p) 2 = (p γ ) 2 + (p ) 2-2 p γ p cosθ E γ. (pc) (E γ ) (E ) 2E γ E cosθ E m c Eγ

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

Νετρίνο το σωματίδιο φάντασμα

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

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

Ηλιακά νετρίνα. Πρόβλημα ηλιακών νετρίνων, ταλαντώσεις.

Μέτρηση της ροής ατμοσφαιρικών μιονίων με τον πρότυπο

Ιατρική Φυσική. Π. Παπαγιάννης Επίκ. Καθηγητής, Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο

Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια

Μελέτη των χαρακτηριστικών της β - ραδιενεργού εκποµπής

Απώλεια Ενέργειας λόγω Ιονισμού

Ανακλώμενο ηλεκτρόνιο KE = E γ - E γ = E mc 2

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: PHYS215 Π. Παπαγιάννης

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

Πηγές, επιτάχυνση Επιτάχυνση Κοσμικών Ακτίνων Τροχιές Κ.Α. στον γαλαξία Μοντέλο διάδοσης Κ.Α. στην περιοχή του γαλαξία...

Σκοπός της εργαστηριακής αυτής άσκησης είναι η μελέτη της εμβέλειας των σωματίων α στην ύλη.

Πληροφορίες για τον Ήλιο:

Ασκήσεις στην Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Ακτίνες Υπερυψηλών Ενεργειών. UHECR

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 : AΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

ΑλληλεπίδρασηΦορτισµένων ΣωµατιδίωνκαιΎλης. ηµήτρηςεµφιετζόγλου Εργ. ΙατρικήςΦυσικής Παν/µιοΙωαννίνων

Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Σύγχρονη Φυσική ΙΙ. Κεφάλαιο 1 Τα Μοντέλα των J.J. Thompson και E. Rutherford Σκέδαση Rutherford

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΤΗΣ ΥΛΗΣ

Διάσπαση σωµατιδίων. = m C 2 + p 2 = m C 2 + E B 2! m B E C = (E B = (E C. p B. , p), p C. ,- p) = (m A , 0) p A = E B. + m C 2 + E B 2! m B.

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

β - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

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

Ενεργειακή Κατανοµή. Ατοµική σύνθεση. Γ.Βούλγαρης

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

Επίδραση μαγνητικού πεδίου της Γης. (συνοδεύει τις διαφάνειες)

Μαθηµα Φεβρουαρίου 2011 Tuesday, February 22, 2011

ΑλληλεπίδρασηΦωτονίων καιύλης. ηµήτρηςεµφιετζόγλου Εργ. ΙατρικήςΦυσικής Παν/µιοΙωαννίνων

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

Ιατρική Φυσική. Π. Παπαγιάννης Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ. Αλληλεπίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας και ύλης.

Όργανα μέτρησης διαστάσεων-μάζας. Υπολογισμός πυκνότητας μεταλλικών σωμάτων

Αλληλεπίδρασηφορτισµένων σωµατιδίωνµετηνύληκαιεφαρµογές

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

Απορρόφηση ακτίνων Χ

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

Μάθημα 2 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

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

Ιατρική Φυσική: Δοσιμετρία Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας. Βιολογικές επιδράσεις. Ακτινοπροστασία

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

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

ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΚΑΒΑΛΑΡΗ ΑΝΝΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΟΥ ΙΩΑΝΝΑ ΚΟΥΣΟΥΝΗ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ

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

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

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Μέγεθος, πυκνότητα και σχήμα των πυρήνων. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Παρακαλώ διαβάστε πρώτα τις πιο κάτω οδηγίες:

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β.

Πληροφορίες για την δέσμη Τ9 και τις πειραματικές εγκαταστάσεις

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Πηγές, επιτάχυνση Κοσμικών Ακτίνων

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 20 ΜΑΪΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Ραδιομετρία. Φωτομετρία

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2012

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Οι φυσικές διαδικασίες της Αστροφυσικής Υψηλών Ενεργειών

Εισαγωγή στους ανιχνευτές στοιχειωδών σωματιδίων. Χρυσόστομος Βαλδεράνης Ludwig-Maximilians-Universität München

Μάθημα 5 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W

Μάθημα 9o' 12/5/2014

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

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

β - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Από αυτές η πρώτη, περιλαµβάνει τη διέγερση ή ιονισµό των ατοµικών επιπέδων και αφορά στην κύρια διεργασία απορρόφησης των ακτίνων-χ σε ένα στερεό.

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 27 ΜΑΪΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

Transcript:

Μιόνιο μ ±. Mass m = 105.6583715 ± 0.0000035 MeV Mean life τ = (2.1969811 ± 0.0000022) 10 6 s τμ+/τ μ = 1.00002 ± 0.00008 cτ = 658.6384 m

Παραγωγή μιονίων π ± μ ± + ν μ ( 100%) K ± μ ± + ν μ. ( 63,5%) Η συνεισφορά των καονίων είναι 5% στις χαμηλές ενέργειες μιονίων, 8% στα 100 GeV και 19% στα 1000 GeV. : μ ± e ± + ν ( ν ) e e + ν μ ( ν μ )

Ροή μιονίων Η ροή μιονίων, όπως δίδεται παραμετρικά από τον Gaisser, είναι: Ο πρώτος όρος περιγράφει την συνεισφορά των πιονίων ενώ ο δεύτερος την συνεισφορά των καονίων. Η κρίσιμη ενέργεια για τα πιόνια είναι 115 GeV για τα Καόνια 850 GeV. θ είναι η γωνία της τροχιάς με την κατακόρυφο (ζενιθιακή γωνία).

Βάθος παραγωγής Ο χρόνος ζωής των πιονίων είναι μικρός όμως ο παράγοντας γ μπορεί να είναι μεγάλος. Στην ενέργεια 115 GeV για τα πιόνια, 850 GeV για τα καόνια, το μήκος διάσπασης γίνεται ίσο με το «βάθος» της ατμόσφαιρας. Δηλαδή σε ενέργεια μικρότερη από αυτήν επικρατεί η διάσπαση των πιονίων και το φάσμα ακολουθεί το φάσμα των πρωτογενών ενώ σε υψηλότερες ενέργειες, γίνεται πιο απότομο κατά μία μονάδα επειδή το μήκος διάσπασης γίνεται υπερβολικά μεγάλο σε σχέση με το ύψος της ατμόσφαιρας και τα πιόνια δεν προλαβαίνουν να διασπαστούν. (cτ=7.8 m E π = 1000 GeV γίνεται 55,7 km).

Λόγος μ+ / μ - Υπεροχή των θετικών μιονίων λόγω διατήρησης φορτίους φοερτίου Συνεισφορά από τα K L

Απώλειες Ενέργειας Η απώλεια ενέργειας για μιόνα είναι κατά προσέγγιση ίση με: de E μ 1 8, + 0 08, ln( ) dx μ Σε γρήγορους υπολογισμούς χρησιμοποιούμε τον τύπο: de 2 1 8. MeV / g cm dx Το x είναι η επιφανειακή πυκνότητα σε g/cm 2. H επιφανειακή πυκνότητα που αντιστοιχεί σε μια κατακόρυφη αέριο στήλη είναι περίπου 1030 g/cm 2 Οι απώλειες λόγω ακτινοβολίας πέδης, είναι πολύ μικρότερες από τις απώλειες των ηλεκτρονίων, επειδή εξαρτώνται από τον λόγο (m e /m μ ) 2 περίπου 40000 φορές μικρότερες.

Απώλεια ενέργειας μιονίων. Διακρίνονται οι περιοχές ιονισμού, και ακτινοβολίας. Η ενδιάμεση περιοχή (0,5 ως 50 GeV είναι περιοχή ελάχιστου ιονισμού.

Ενεργειακό φάσμα. Βλέπουμε την ροή των μιονίων σαν συνάρτηση της ορμής, όπως τα μετράμε στην επιφάνεια της θάλασσας. Τα τετράγωνα αντιστοιχούν σε κατακόρυφη διαδρομή, ενώ οι ρόμβοι σε γωνία 75 από την κατακόρυφο. Η συμπαγής γραμμές είναι ο υπολογισμός για τις δύο περιπτώσεις (σχέση 1). Παρατηρούμε την απώλεια ενέργειας στις χαμηλές ενέργειες, που οφείλεται στην ατμόσφαιρα. Στη δεύτερη περιπτωση διασχίζει πολύ μεγαλύτερο πάχος ατμόσφαιρας.

Πειραματικές τιμές

Η ροή των μιονίων όπως έχει μετρηθεί και υπολογιστεί σε μεγάλο βάθος εδάφους ή νερού. Το βάθος δίνεται σε ισοδύναμα km νερού για να γίνεται σύγκριση ανάμεσα σε μετρήσεις στο έδαφος και τη θάλασσα. E X * 0 Eµ ξ = e ( + ε ) ε Μιόνια σε μεγάλο βάθος Ατμοσφαιρικά μιόνια Tα μιόνια αυτά, παράγονται από νετρίνα.

Απώλειες Ενέργειας

Μετρήσεις μιονίων. Αρχικά μέχρι τη δεκαετία του 1970, για τη μελέτη του γεωμαγνητικού πεδίου. Στη συνέχεια για τη μελέτη των αδρονικών αντιδράσεων και της παραγωγής των αδρονικών καταιονισμών. Για τη μελέτη των αντιδράσεων των νετρίνων.

Μετρήσεις μιονίων Μετρήσεις του φάσματος των ορμών γίνονται με μαγνητικά φασματόμετρα. Το μιόνιο δημιουργεί ένα καθαρό ίχνος στους ανιχνευτές, και λόγω της μικρής απώλειας ενέργειας διασχίζει ολόκληρο τον ανιχνευτή. Σε μεγάλους ανιχνευτές οι τοχιές των κοσμικών μιονίων χρησιμοποιούνται γαι την ευθυγράμμιση των ανιχνευτών. Σε περιόδους που δεν έχουν δέσμη τα πειράματα καταγράφουν κοσμικά μιόνια, και υπολογίζουν την ορμή τους από την απόκλιση της τροχιάς στο μαγνητικό πεδίο του ανιχνευτή. Τα πειράματα του LEP έκαμαν ακριβείς μετρήσεις για το φορτίο, και την ορμή των μιονίων

Μέτρηση ορμής Η ικανότητα μέτρησης περιορίζεται στις υψηλές ορμές λόγω της μικρής απόκλισης. Όμως τα μιόνια είναι διεισδυτικά και μπορούμε να υπολογίσουμε τις απώλειες ενέργειας όταν διασχίζουν την ύλη. Εδώ και δεκαετίες έχουν κατασκευαστεί πειράματα σε μεγάλο βάθος στο έδαφος σε μεγάλο βάθος στη θάλασσα καθώς και στον πάγο της Ανταρκτικής. Το ενδιαφέρον έχει μετατοπιστεί στην ανίχνευση νετρίνων.

Ανιχνευτές Στους ανιχνευτές αυτούς δεν προσδιορίζουμε την ορμή, αλλά υπολογίζουμε την ενέργεια από το βάθος διείσδυσης. Οι διαφορετικές ζενιθιακές γωνίες αντιστοιχούν σε διαφορετικά βάθη. Στους υπολογισμούς συνήθως θεωρούμε ότι η μέση επιφανειακή πυκνότητα της γης είναι 2,65 gr/cm 2. Γιά μεγαλύτερη ακρίβεια, χρησιμοποιούνται τα γεωλογικά στοιχεία της περιοχής. Για να έχουμε σύγκριση με τα πειράματα σε νερό, χρησιμοποιούμε σαν μονάδα το 1k.w.e. (Ισοδύναμο χιλιόμετρο νερού)

Ροή μιονίων στη θάλασσα.

Κατακόρυφη ροή μιονίων στην επιφάνεια της γης.

Κατακόρυφη ροή μιονίων στην επιφάνεια της γης.

Ανιχνευτής LVD στο Gran Sasso.

Ανιχνευτής LVD στο Gran Sasso.