Badanie struktury Wszechświata - Indico
Transkrypt
Badanie struktury Wszechświata - Indico
Badanie struktury Wszechświata czyli LHC - największy mikroskop zbudowany przez człowieka Maciej Trzebiński CERN: Rafał Staszewski Największe pytania fizyki Jak wyglądał Wielki Wybuch? Czy istnieją dodatkowe wymiary? Dlaczego świat jest zbudowany z materii a nie antymaterii? Jakie są podstawowe prawa natury? Czym jest ciemna energia? Czy cząstki które znamy są elementarne? Czy teoria strun jest ostateczną teorią wszystkiego? Jak powstał Wszechświa t i jaki jest jego ostateczny los? Co się dzieje we wnętrzu czarnej dziury? Czym jest ciemna materia? Skąd pochodzi promieniowanie kosmiczne? Czy znamy już wszystkie cząstki? Jakie są najbardziej elementarne składniki materii? 2 Jak obserwować? Zdolność rozdzielcza jak daleko od siebie muszą być dwa obiekty zanim zleją się w jeden Oko ludzkie zdolność rozdzielcza 0.03 mm (odległość najlepszego widzenia) Mikroskop (światło widzialne) powiększenie do 1500 razy Mikroskop (światło ultrafioletowe) powiększenie do 3500 razy Długość fali, którą oświetlamy obiekt musi być mniejsza od jego rozmiarów. Jak obserwować? Dualizm korpuskularno-falowy materia ma zarówno własciwości korpuskularne jak i falowe długość fali ~ 1 / energia cząstki Im większa energia cząstki, tym mniejsza jest długość jej fali. źródło elektronów Mikroskop elektronowy powiększenie 10 000 000 razy zdolność rozdzielcza 50 pm rozpędzanie (zwiększanie energii) w polu elektrycznym skupianie wiązki w polu magnetycznym (soczewka) “oświetlanie” przedmiotu odczyt danych mili m 10-3 mikro µ 10-6 nano n 10-9 piko p 10-12 femto f 10-15 m a s Pa o, me on ce r > g Ri óa wi nz a d n ie er Ez U r z ą d z LHC (Large Hadron Collider) obwód: ok. 27 km (~100 m pod ziemią) energia: do 14 TeV zderzenia: proton-proton, proton-ołów, ołów-ołów prędkość cząstek: 0.999999991c TeV → eV: 14x1012 ev → dżule: 1.602x10-19 14 TeV = 22.4x10-7 dżula energia ruchu fruwającego komara ALE skupiona na miliardy razy mniejszym obszarze Detektory Proste pytania bez odpowiedzi... Kiedy? Jak? Dlaczego? Z czego się składa? Jakie są zależności (oddziaływania) pomiędzy składnikami? Fizyka Wysokich Energii (cząstek elementarnych) próbuje udzielić odpowiedzi na te pytania przez badanie natury Wszechświata w jak najmniejszej skali. Jak obserwować? długość fali ~ 1 / energia cząstki Większa energia → potrzeba rozpędzania (nadawania energii) - + - kolejne etapy przyśpieszania w polu elektrycznym Cyklotron cząstka przyśpieszana w polu elektrycznym zakrzywiana w polu magnetycznym Zderzenie cząstek Nie można bezpośrednio badać, co się stało w punktcie oddziaływania ALE badając zachowanie i właściwości stabilnych wyprodukowanych cząstek możemy o tym wnioskować. Detektekcja cząstek Przykład: produkcja i rozpad bozonu Higgsa Przekrój czynny – prawdopodobieństwo wystąpienia danego procesu. H → ZZ → µµµµ
Podobne dokumenty
Akceleratory cząstek
jak daleko od siebie muszą być dwa obiekty zanim zleją się w jeden Oko ludzkie zdolność rozdzielcza 0.03 mm (odległość najlepszego widzenia) Mikroskop (światło widzialne) powiększenie do 1500 razy ...
Bardziej szczegółowo