Christophe Clément (Stockholms Universitet)

Relevanta dokument
LHC Vad händer? Christophe Clément. Elementarpartikelfysik Stockholms universitet. Fysikdagarna i Karlstad,

LHC Vad händer? Christophe Clément. Elementarpartikelfysik Stockholms universitet. Fysikdagarna i Karlstad,

Krävs för att kunna förklara varför W och Z bosoner har massor.

Higgspartikeln. och materiens minsta beståndsdelar. Johan Rathsman Teoretisk Partikelfysik Lunds Universitet. NMT-dagar i Lund

Supersymmetri. en ny värld av partiklar att upptäcka. Johan Rathsman, Lunds Universitet. NMT-dagar, Lund, Symmetrier i fysik

Supersymmetri. en ny värld av partiklar att upptäcka. Johan Rathsman, Lunds Universitet. NMT-dagar, Lund, Symmetrier i fysik

Christian Hansen CERN BE-ABP

Föreläsning 8 Elementarpartiklar, bara kvarkar och leptoner

Föreläsning 8 Elementarpartiklar, bara kvarkar och leptoner

Att utforska mikrokosmos

Theory Swedish (Sweden)

Standardmodellen. Figur: HANDS-ON-CERN

Higgsbosonens existens

Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR!

Introduktion till partikelfysik. CERN Kerstin Jon-And Stockholms universitet

Föreläsning 8 Elementarpartiklar, bara kvarkar och leptoner

III Astropartikelfysik och subatomär fysik

Acceleratorer och Detektorer Framtiden. Barbro Åsman den

Välkommen till CERN. Lennart Jirden CERN PH Department Genève

Upptäckten av Higgspartikeln

Del A: Seminarium i Hedemora Tord Ekelöf, Uppsala universitet

Välkommen till CERN. Lennart Jirden CERN PH Department Genève

Distribuerad data-analys inom CMS-experimentet

Hur mycket betyder Higgs partikeln? MASSOR! Leif Lönnblad. Institutionen för Astronomi och teoretisk fysik Lunds Universitet. S:t Petri,

Partikelfysik och det Tidiga Universum. Jens Fjelstad

Partikeläventyret. Bernhard Meirose

Partikelfysik och Kosmologi

Om Particle Data Group och om Higgs bosonens moder : sigma mesonen

Varför forskar vi om elementarpartiklar? Svenska lärarare på CERN Tord Ekelöf, Uppsala universitet

Universums uppkomst: Big Bang teorin

Kosmologin söker svar bl.a. på: Hur uppkom universum? Hur gammalt är universum? Hur är materian och energin fördelad?

Att förena gravitation och elektromagnetism i en (klassisk) teori. Kaluza [1919], Klein [1922]: Allmän

Utbildningsutmaningar för ATLAS-experimentet

LHC Att Studera Universums Minsta Beståndsdelar i Världens största Experiment

1.5 Våg partikeldualism

Föreläsning 12 Partikelfysik: Del 1

Den experimentella partikelfysikens framtid.

Tentamen i FUF050 Subatomär Fysik, F3

Hur kan man finna Higgs boson? Donna Montagna, Kalle Nyman & Peter Henningsson

Kosmisk strålning & tungjonsfysik

Det finns något där ute i universum, något som är. Mörk materia att mäta något man inte kan se. aktuell forskning. av Elin Bergeås Kuutmann

CERNs facny kvarter. Man har inte haft råd att renovera byggnaderna, man gräver ner pengarna 100m under jorden istället.

Välkommen till CERN. Lennart Jirden CERN PH Department

Preonstjä. av Johan Hansson och Fredrik Sandin

Innehåll. Förord Del 1 Inledning och Bakgrund. Del 2 Teorin om Allt en Ny modell: GET. GrundEnergiTeorin

Lundamodellen för högenergikollisioner

Lösningar - Rätt val anges med fet stil i förekommande fall (obs att svaren på essäfrågorna inte är uttömmande).

Elementarpartikelfysik sammanfattning (baserad på anteckningar av Sten Hellman)

EXAMENSARBETE C. Kvarkar. - upptackt och aterupptackt

Strängar och extra dimensioner

Cygnus. I detta Cygnus. medlemsblad för Östergötlands Astronomiska Sällskap (ÖAS) Se våra aktiviteter i ÖAS under höstsäsongen.

Föreläsningsserien k&p

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 12, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Litet quiz om svarta hål och kvantfysik: facit på www2.kau.se/tp/outreach Nedanför quizzet ger jag facit. Men försök själv först!

Kvarkar, leptoner och kraftförmedlare. Kerstin Jon-And Fysikum, SU 28 april 2014

Edwin Hubbles stora upptäckt 1929

Vanlig materia (atomer, molekyler etc.) c:a 4%

Neutrinon masslös eller massiv?

Föreläsning 2. Att uppbygga en bild av atomen. Rutherfords experiment. Linjespektra och Bohrs modell. Vågpartikel-dualism. Korrespondensprincipen

Kosmologin söker svar bl.a. på: Hur uppkom universum? Hur gammalt är universum? Hur är materian och energin fördelad?

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

som kosmiska budbärare

1 Den Speciella Relativitetsteorin

Higgspartikeln upptäckt äntligen!

4.10. Termonukleär fusion

En studie av särpartiklar

Big bang Ulf Torkelsson. 1 Enkla observationer om universums kosmologiska egenskaper

Experimentell fysik. Janne Wallenius. Reaktorfysik KTH

Föreläsningsserien k&p

VARFÖR MÖRK ENERGI HAR EN ANMÄRKNINGSVÄRT LITET VÄRDE. Ahmad Sudirman

Om partikelfysik och miljardsatsningar

Sett i ett lite större perspektiv

Modernfysik 2. Herman Norrgrann

Leptoner och hadroner: Teori och praktik inom partikelfysiken

Murray Gell-Mann och

Tomrummet Partikelfysik 2008 av Josef Kemény

Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Axplock ur den moderna fysiken

Speciell relativitetsteori

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2018

FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 4 Lösningar

Detektion av subatomiska partiklar och framväxten av standardmodellen. Jens Fjelstad

Vågfysik. Ljus: våg- och partikelbeteende

Version 24/4/02. Neutriner som budbärare från KOSMOS

14. Elektriska fält (sähkökenttä)

Politik och partiklar

Science Night Rymden nu och framåt Aktuell forskning om rymden som utgångspunkt för intresseskapande fysik.

av Klas Hultqvist ), myonneutrino (ν µ

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Chalmers. Matematik- och fysikprovet 2009 Fysikdelen

Rörelsemängd och energi

Föreläsning 5 och 6 Krafter; stark, elektromagnetisk, svag. Kraftförening

Kosmiska fyrverkerier och det subatomära regnet

2 H (deuterium), 3 H (tritium)

Varför behöver vi higgs-partikeln?

INTRODUKTION TILL PARTIKELFYSIK. Från atomer till kvarkar

1 Hur förklarar du att det blev ett interferensmönster i interferensexperimentet med elektroner?

Transkript:

Svenska Lärare på CERN Christophe Clément (Stockholms Universitet)

Översikt 1. Varför bygger vi LHC & ATLAS experimentet? 2. Hur funkar ATLAS experimentet? 3. Material

Varför bygger vi LHC & ATLAS experimentet? t?

Materians minsta beståndsdelar... Minsta beståndsdelar 1932

Particle zoo 1950-1968 π + π π 0 η' Eta-Prime Pions η Eta ρ + ρ ρ o Rho K + K K 0 Kaons φ Mesons Phi Δ ++, Δ +, Δ 0, Δ Σ +, Σ 0, Σ Sigma (strange!) Delta Λ 0 Lambda (strange!) Ξ 0, Ξ Ksi (very strange!) BARYONS What was the underlying structure?

Partikelfysikens Standard Modell 1950-1968 Fermioner = materia Bosoner= kraftmedlare

Naturens krafter och kraftförmedlare

Big bang Particle Physics pushes the limit of knowledge towards shorter times t=0 t 10μs t 1ms t=0 Big Bang t~10 µs Quark-Gluon-Plasma t~1 ms Nuclear Matter

Big bang En The enda reconstruction kraft? of the History of the Universe Energin hos LHC Universum blir kollisioner genomskinlig 2.7 K CMB

Förening av naturens krafter? ka s styrk raftens Kr String theory? Energi

Standard Modellen Standard modellen - Väldigt nogranna numeriska förutsägelser - Föklarar ett väldigt brett spektrum av verkligheten Men - Partiklarna är masslösa utan Higgs bosonen Hitta Higgs bosonen! - Hierarki problem: varför är partikel massorna så små jämfört med föreningen - ~20 fundamentala parametrar (1 för Newtons gravitations teori) - ingen gravitation Icke slutlig teori Väntar på nya fenomen vid LHC energin

Tips från Universum Evidence for Dark Matter (1933) Mass of luminous matter = 10% Gravitational mass

Mörk materia MORE EVIDENCE FOR DARK MATTER Orbital speed vs Distance from center (Kepler - expect r -1/2 dependence) One central mass (Sun) Milky Way

Universe AND EVEN MORE EVIDENCE FOR DARK MATTER GRAVITATIONAL LENSING

Universums utvidgning accelerar Evidence for Dark Energy

Mörk energi: accelererad utvigdning

Universums totalla innehåll The most precise observation today (WMAP) COBE (7 degree resolution) WMAP (0.25 degree resolution)

Universum när den var 300000 år gammal

Composition i of the cosmos Produktion av detta vid LHC? Tips om vad detta Tips om vad detta kan vara?

Supersymmetry The most precise observation today (WMAP) Starta fråm Standard Lägg till 1 Susy partner modellen per SM partikel

Lättaste t SUSY partikel stabil = - växelverkar svagt -tung From EGRET, 2005 WIMP MASS - hints från astropartikelfysik 50-100 GeV Löser hierarki problemet Kraftförening Förre Ursprunglig mat+antimat Nu Asymmetri mellan materia och anti materia 65 100 Sträng teorier behöver SUSY för att kunna innehålla materiapartiklar Frågor som olika teorier (som Susy) försöker besvara. LHC mål: besvara dessa frågor Blue: WIMP mass uncertainty

Fysik Motivering foer ATLAS Higgs boson Kan man producera mörkmateria i labbet? Vad aer mörkmateria? Supersymetri? Partiklar at a som propageras popageasin andra dadimensioner so e (Kaluza auaklein)? Ett helt zoo av möjligheter... Gravitation och andra krafter förenas vid ~TeV skalan? Icke elementära kvarkar och leptoner? Varför finns det 3 kvark/lepton familjer? Hur lägger vi in gravitation i bilden? Varför finns det ingen antimateria kvar?...

Hur funkar ATLAS experimentet vid LHC?

Large Hadron Collider (LHC) = Stor Hadron Kolliderare (27km) Hadron = Partiklar som består av kvarkar tex: protoner, och bly kärnor (= många protoner och neutroner) p-p med 14 TeV LHC-B CMS ATLAS ALICE

Elektron, foton, hadron detektorer (Kalorimeter) Spårdetektorer

http://hands-on-cern.physto.se/ani/acc_lhc_atlas/endview.swf

ATLAS Spårdetektor Syftet Hitta spåren av laddade partiklar Rörelsemängd och laddning Kollisionspunktens exakta position Vilken typ av kvark skapade spåret?... Kisel detektorer kiselpixlar och 'remsor'... ~80 Megapixlar kamera 40 miljoner 'kort' per sekund p p

Med magnetfält Kosmiska myoner i ATLAS på riktigt...

ATLAS Kalorimetrar En kalorimeter maeter den totalla energin hos en partikel genom att absorbera den. Mäta energi och riktning hos elektroner, fotoner, hadroner

Elektromagnetiska kalorimetern fotoner & elektroner Hadroniska kl kalorimetern

Partikelskur i en kl kalorimeter Grundprincipen för energimätning med en kalorimeter 1.Inkommande partikel med energi ie o ger en skur (i absorbern) b av N sekundära partiklar 2.Skuret stannar när dem sekundära partiklarna når en låg energi E s. 3.Alla 'låg' energi sekundära partiklar ger ungefär samma utslag U= k x E s 4.Kalorimetern mäter Etot = N x U = N x k E s ~ E o, k = kalibreringskonstant. Beroende på partikel typen (hadron eller elektron/foton) går skuret olika djupt, och s varierar också kalibreringen.

ATLAS Myon Spektrometer

Efter kalorimetrarna, endast myoner kvar, resten blir abosrberad innan. Myonerna laemnar traeffar efter sig. Magnetfaelt ger roerelsemaengd maetning g g g g (+ laddningen)

Data lagring Studera sällsynta processer => 40 miljoner kollisioner/s En kollision = 1.5MB data 40 miljoner kollisioner/s = 40.10 6 x 1.5 MB = 60 10 6 MB/s =60 10 3 Terabyte/s(= stor hårddisk/s eller ~1000 CD/s)= För mycket eftersom vi kommer att ta data i ~10 år. Det mesta aer kändfysik, p-p kollisioner där man producerar inget annat än väl kända hadroner. Strategi= filtrera bort ointressanta kollisioner

World Wide Grid Filtrering CERN Computing Center: Första steget i data processering och lagring

Litet t material om ATLAS för lärare och elever Svenska Lärare på CERN

Europeiska Partikelfysik Masterclasses 2005 och 2006 Organiseras av EPPOG (European Particle Physics Outreach group) En vecka om partikelfysik för studenterna i Europa 60 europeiska institut 3000 studenter varje år 18 länder (+ US 2006) En dag utbilding för lärarna Information material Broschyrer från CERN and DESY (Erik Johansson <kej@physto.se>) CD med partikelfysik http://wyp.teilchenphysik.org Videokonferens med CERN om dataanalys Fortsätter naesta aar Man måste söka och det händer på ett universitet Stockholm, Uppsala, Lund Svenska Lärare på CERN

Med ATLAS Studentutmaningen kan gymnasieelever delta i analysen av ATLAS data, genom att studera riktiga kollisioner mha riktiga analysverktyg. Under utveckligen Kontakt person I Sverige: Erik Johansson (Stockholms Universitet ) kej@physto.se Svenska Lärare på CERN

Hands on CERN... Utforska materians minsta beståndsdelar i flera lektioner... Använd data från DELPHI experimentet Finns på svenska Webb-baserad utbildningspriser 2004 & 2005 http://www.hands-on-cern.physto.se Svenska Lärare på CERN

Andra intressanta länkar ATLAS experimentet för allmänheten Bilder, broschyrer, animefilmer (vinnare av 4 internationella priser) Om hur man bygger detektorn, hur man detekterar partiklar, Hur man analyserar data http://atlas.ch QuarkNet: http://quarknet.fnal.gov Particle adventure http://www.particleadventure.org/ Svenska Lärare på CERN

Naagra kurser paa Stockholms Universitet Fysik- så funkar det! (Fy1200) God och hdålig vetenskap (Fy6080) The physics of music (Fy1140) Materiens minsta byggstenar (Fy1530) http://www.physto.se/studentexpedition/scheman Svenska Lärare på CERN