Institut Jožef Stefan Odsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev

Institut Jožef StefanOdsek za eksperimentalno fiziko

osnovnih delcev

(Zgodovinski) uvod zoologija osnovnih delcev

Pospeševalniki veliiikiii mikroskopi

Veliko in majhno (vesolje in delci)

Bodočnost … nova odkritja so pred vrati!

Nekaj zgodovine:

Pojem osnovnih delcev se je spreminjal v toku zgodovine, skladno s človeškim dojemanjem, kasneje opazovanjem, sveta.

Stari Grki so verjeli, da je svet sestavljen iz 4 osnovnih elementov: zraka, ognja, vode in zemlje.

Demokrit, 4. stol. p.n.š.: svet je sestavljen iz najmanjših nedeljivih delov - atomov

Svet, kot ga vidimo dandanes:

e

e

u

c

t

d

s

b

Pa še več jih je,….

vsak ima svoj anti-delec, npr. e- in e+

kvarki sestavljajo težje delce hadrone, npr. p=uud

Delca si izmenjujeta nosilce sile in s tem občutita silo

Gluoni

Fotoni

Bozoni

W±,Z0

Gravitoni(?)

4 osnovne sile v naravi:

Standardni model

Standardni model je fizikalna teorija, ki opisuje, iz česa je svet sestavljen in kako se osnovni gradniki povezujejo med sabo.

6 kvarkov, 6 leptonov in 4 nosilci sil Vsa znana snov je sestavljena iz kvarkov in leptonov.

Interakcije (sile) med delci snovi opišemo z izmenjavo delcev, nosilcev sil.

In kako ta (subatomski) svet opazujemo:majhno veliko

Pospeševalniki

PRETEKLOST

SEDANJOST

PRIHODNOST

...ARGUS, DORIS, DESYCPLEAR, CERN, ŠVICADELPHI, LEP, CERN, ŠVICA

HERA-B, HERA, DESY, NEMČIJABELLE, KEK, JAPONSKAPierre Auger, FERMILAB, ZDA

ATLAS, LHC, CERN, ŠVICA...

IJSOdsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev

sodelovanja

Evropski laboratorij za fiziko delcev CERN:

Ženevs

ko jeze

ro

Žene

vsko

leta

lišče

LEP – veliki pospeševalnik elektronov in pozitronov:

e- in e+ krožijo v nasprotnih smereh→

Uporaba E=mc2:

Detektor ATLAS

možak..tukaj…

Kriostat za hlajenje kalorimetra detektorja ATLAS.

Kako jih opazimo (delce namreč):

Detektorjidelcev

modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino,maso nastalih delcev

gospodična

Detektor DELPHI:

Detektor DELPHI:

Kdo je rekel, da delci ne morejopotovati hitrejeod svetlobe?

V snovi lahko, pri tem pa sevajo svetlobo Čerenkova!

Kako jih opazimo:

Polvodniški detektor sledi

nabit delec sprosti naboj vpolprevodnih pasovihdebeline človeškegalasu

čista soba

Kvarka b b mezona B dolga razpadna razdalja

6 mm

Laboratorij za fiziko delcev, Hamburg, Nemčija:

Institut DESYPospeševalnik HERA

obseg 6.3 km;v 1s 47000 krat okoli;

4 poskusi;sodelovanje s HERA-B

p e-/+

HERA-B je med “manjšimi” kolaboracijami v fiziki osnovnih delcev

kalorimeter –del merilne napraveHERA-B

HERA-B shematsko

Detektorji delcev

modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino,maso nastalih delcev

Laboratorij za fiziko delcev, Tsukuba, Japonska:

Pospeševalnik KEK-B11 m pod površjem;obseg 3 km;hitrost e-: 0,999999996 x hitrost svetlobe

e+ e-

B B

Detektor BELLE

Detektorjidelcev

modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino,maso nastalih delcev

Naprava ni le naslikana:

In kaj npr. ugotovimo iz podatkov?

B razpada nekoliko drugače kot B

Delci razpadajo malenkost drugače kot anti-delci;

v dolgem razvoju vesolja jemorda prav ta malenkostpovzročila, da obstajamo v obliki, v kakršni smo:celotno vesolje je namrečsestavljeno iz snovi (delcev)in ne anti-snovi (anti-delcev)

Nobelove nagrade:

Nobelove nagrade v fiziki pospeševalnikov

Eksperimentalna fizika osnovnih delcev delo v

velikih raziskovalnih centrih, osnovni merski

pripomoček: pospeševalnik Najmanjši znani gradniki

snovi so kvarki (trije kvarki

sestavljajo proton, nevtron)

in leptoni (npr. elektron),

iščemo dalje...

Zaključek