Top Banner
1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics) มีการค้นพบว่าอนุภาคอื่นๆ ที่นอกเหนือจากโปรตอน นิวตรอนและ อิเล็กตรอน การศึกษาสมบัติต่างๆ ของอนุภาคเหล่านีเป็นสาขาหนึ่ง ของวิชาฟิสิกส์ที่เรียกว่า ฟิสิกส์อนุภาค เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาอันตรกิริยา(interaction) ของ อนุภาคเรียกว่า เครื่องเร่งอนุภาค
56

ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1...

Jun 27, 2018

Download

Documents

vokien
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

1

เทคโนโลยเครองเรงอนภาค

ฟสกสอนภาค (particle physics)

• มการคนพบวาอนภาคอนๆ ทนอกเหนอจากโปรตอน นวตรอนและ อเลกตรอน

• การศกษาสมบตตางๆ ของอนภาคเหลาน เปนสาขาหนงของวชาฟสกสทเรยกวา ฟสกสอนภาค

• เครองมอทใชในการศกษาอนตรกรยา(interaction) ของอนภาคเรยกวา เครองเรงอนภาค

Page 2: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

2

• ฟสกสอะตอม ศกษาโครงสรางอะตอม ขนาด 10-10 เมตร

• ฟสกสนวเคลยร ศกษาสมบตของนวเคลยส ขนาด 10-15 เมตร

• ฟสกสอนภาคศกษาสมบตของอนภาค ขนาด 10-18 เมตร

http://hepdata.cedar.ac.uk/lbl/particleadventure/frameless/scale.html

• อนภาคทศกษามอายประมาณ 10-23- 10-6 วนาท

• การศกษาองคประกอบของอนภาคทาไดโดยการทาใหอนภาคนนแตกตวหลงจากมการชนกน

Page 3: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

3

เครองเรงอนภาค (Particle Accelerator)

เครองมอทใชทาใหอนภาค

• มพลงงานมากขน

• วงไดความเรวสงมากขน

• สามารถเรงไดเฉพาะอนภาคทมประจ

• ใชสนามไฟฟาเปนตวเรงความเรว

• ใชสนามแมเหลกเปนตวควบคมทศทาง

ตวอยางเครองเรงอนภาค

• เปนการเรงอเลกตรอนเขาชนจอทเรองแสงทาใหเกดเปนภาพ

Page 4: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

4

1895 X-Ray

• คนพบโดย เรนทเกน เปนการเรงอเลกตรอนเขาชนโลหะหนกแลวจะไดรงสเอกซออกมา

Page 5: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

5

ชนดของเครองเรงอนภาค

1 เครองเรงอนภาคแบบทางตรง (linear accelerator ) หรอ ลแนก (linac) อนภาคทถกเรงจะวงเปนแนวตรง

2 เครองเรงอนภาคแบบวงกลม (circular accelerator) อนภาคทถกเรงจะวงเปนวงกลม

1 เครองเรงอนภาคแบบทางตรง

• คดคนโดย เจ เจ ทอมสน ในป 1896

Page 6: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

6

ปจจบน

http://agni.phys.iit.edu/~vpa/linac.html

2 เครองเรงอนภาคแบบวงกลม

คดคนโดย เออรเนสต ออรแลนโด ลอรเรนซ (E.A. Lawrence) เมอป 1929 เรยกวา เครอง Cyclotron

http://www.tint.or.th/adv/stkc/nkc_cycl/nkc_cycl_th.html

Page 7: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

7

CERN LHC (Large Hadron Collider)

เสนรอบวง = 27 km พลงงาน = 7 TeV

ปจจบน

การบอกพลงงานของเครองเรงอนภาค ใชหนวยอเลกตรอนโวลต (eV)

JeV 19106.11 −×=

ปจจบนเครองเรงอนภาคมพลงงานในชวงMeV = 106 eV GeV = 109 eV TeV = 1012 eV

Page 8: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

8

องคประกอบของเครองเรงอนภาค

• ชองความถคลนวทย (Radio Frequency Cavity) ทาหนาทเพมพลงงานใหกบอนภาค โดยใชสนามไฟฟา

• ทอสญญากาศ ใชเปนทางวงของอนภาค

• แมเหลก ใชควบคมลาอนภาค– แมเหลกขวค ทาใหอนภาควงเปนเสนโคง

– แมเหลกสขว ควบคมขนาดของลาอนภาค

– แมเหลกหลายขวอนๆ ใชลดผลกระทบ ของอนตรกรยาอนๆ เชน แรงโนมถวงและ แรงกระทาระหวางประจไฟฟา

ชองความถคลนวทย

http://www.lns.cornell.edu/public/lab-info/video/

http://wwwae.ciemat.es/tesis_y_talks/postscript/begona_complu_1.html

Page 9: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

9

http://atlas.ch/atlas_photos/selected-photos/lhc/0009014_03_accel_cavity.jpg

ทอสญญากาศ

http://atlas.ch/atlas_photos/lhc/lhc_02.html

Page 10: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

10

แมเหลกขวค (dipole)

http://www.scanditronix-magnet.se/products_dipoles.html

Undulator Wiggler Bending magnet

Page 11: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

11

http://pbpl.physics.ucla.edu/Research/Technologies/Magnets/Electromagnets/Quadrupoles/

http://www2.slac.stanford.edu/vvc/accelerators/moremagnets.html

แมเหลกสขว (quadrupole)

แมเหลกหลายขว

http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=1&s=4&p=6&e=2

Sextupole Octupole

Page 12: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

12

http://www.danfysik.com/26750

แมเหลกทาจากตวนายวดยง(superconductor)

นกวจยทางดานตวนายวดยงท มทส.

รศ. ดร. พวงรตน ไพเราะ Dr. Michael F. Smith

Page 13: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

13

สมเดจพระเทพรตนราชสดาฯ สยามบรมราชกมารเสดจเยอนเซรน 4 ครง

18 พฤษภาคม 2543 DELPHI Detector, LEP8 ธนวาคม 2546

RSIS: Role of Science in Information Society

16 มนาคม 2552 CMS Detector, LHC 13 เมษายน 2553 LHC Briefing

ในการเสดจเยอนครงท 3 เมอ16 มนาคม 2552 ไดมการลงนามในEOI (Expression of Interest)ระหวางสถาบนวจยแสงซนโครตรอนประเทศไทยกบ CMS (Compact Muon Solenoid) Experiment ของ CERN

Page 14: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

14

การแตงตงคณะอนกรรมการทางานตาม EOI

• โดยม ศาสตราจารย ดร.ไพรช ธชยพงษ เปน ประธาน

• ประกอบดวยผแทนจากมหาวทยาลยและหนวยงานวจยทเกยวของ

• เพอดาเนนการตามเอกสารแสดงเจตจานงทจะมความรวมมอระหวางสถาบนฯและเซรน

1. โครงการ National e-Science Infrastructure Consortium

2. โครงการความรวมมอทางวชาการไทยเซรน

3. โครงการคดเลอกนกศกษาและครฟสกส เพอเขารวมโปรแกรมภาคฤดรอนเซรน

4. โครงการ CERN School Thailand

โครงการตาง ๆ อนเปนผลมาจากการดาเนนงานของคณะอนกรรมการ

Page 15: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

15

1. โครงการ National e-Science Infrastructure Consortium

• เพอพฒนาโครงสรางพนฐานทางวทยาศาสตรเชงคานวณ ใชประโยชนรวมกน

• หนวยงานทเขารวมจดหางบประมาณในการดาเนนการเอง แลวมาเชอมตอกนแบบกรด

สมาชกประกอบดวย

• สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต

• สถาบนสารสนเทศทรพยากรทางนาและการเกษตร (องคการมหาชน)

• มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

• จฬาลงกรณมหาวทยาลย

• มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

Page 16: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

16

ไดลงนามในบนทกขอตกลงความรวมมอ เมอวนท 27 กนยายน 2554

2. โครงการความรวมมอทางวชาการไทยเซรน

• สนบสนนใหแตละหนวยงานทางานวจยทางวชาการรวมกบเซรนตามความถนดและความพรอม

• มหนวยงานรวมมอกน 13 หนวยงาน

(1) สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต (2) ศนยความเปนเลศดานฟสกส สานกงานคณะกรรมการการอดมศกษา (3) สถาบนวจยดาราศาสตร (องคการมหาชน) (4) สานกงานกองทนสนบสนนการวจย (5) จฬาลงกรณมหาวทยาลย

Page 17: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

17

(6) มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร (7) มหาวทยาลยมหดล (8) มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร (9) สถาบนเทคโนโลยนวเคลยรแหงชาต (องคการมหาชน) (10) สถาบนสารสนเทศทรพยากรนาและการเกษตร (องคการมหาชน) (11) สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย (12) สานกงานพฒนาการวจยการเกษตร (องคการมหาชน) (13) สถาบนวจยแสงซนโครตรอน (องคการมหาชน)

ไดลงนามในบนทกขอตกลงความรวมมอ เมอวนท 18 มกราคม 2555

Page 18: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

18

3. โครงการคดเลอกนกศกษาและครฟสกส เพอเขารวม โปรแกรมภาคฤดรอนเซรน

• พฒนาบคลากรทางดานทเกยวของ

• คดเลอกนกศกษาฟสกส ปละ 2 คน ไปทาวจยระยะสน 3 เดอน

• คดเลอกครฟสกส ปละ 2 คน ไปอบรม ดงาน 3 สปดาห

• เรมดาเนนการมาตงแต ป 2553

http://www.slri.or.th/CERN/

โครงการคดเลอกนกศกษาและครฟสกสฤดรอน จดขนเปนประจาทกป

Page 19: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

19

4. โครงการ CERN School Thailand

• เพอเปนการประชาสมพนธ และใหความรกบนกศกษาไทย บคคลทสนใจ และ สอมวลชน เกยวกบฟสกสอนภาค ตลอดจนวทยาการและความกาวหนาของเซรน

• ป 2553 มการจดกจกรรมครงแรกทจฬาลงกรณมหาวทยาลย โดยมผเชยวชาญจาก CERN และจากมหาวทยาลยทมการศกษาเกยวกบฟสกสอนภาค ไดแก จฬาลงกรณมหาวทยาลย มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร และมหาวทยาลยนเรศวร มาใหการบรรยาย

1st CERN School, Thailand4 - 13 ตลาคม 2553

Page 20: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

20

• ป 2012 จะมการจด โครงการ CERN School Thailand ทมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

โครงการ 2nd CERN School Thailand

สถานท มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จงหวดนครราชสมากาหนดการ 23 เมษายน- 4 พฤษภาคม พ.ศ. 2555 โดย แบงเปน 2 ชวง• Pre-School สอนปรบพนฐาน เปนภาษาไทย 23-28

เมษายน 2555 • CERN School โดยวทยาการจาก CERN 30 เมษายน-

4 พฤษภาคม 2555

https://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=159067

Page 21: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

21

เนอหา Pre-Schoolระหวางวนท 23-28 เมษายน 2555

• ฟสกสอนภาคเบองตน หลกการทวไปของเครองตรวจวดอนภาค

• ระบบปฏบตการลนกซ ภาษา C++

• การวเคราะหขอมลเบองตน โดยใช ROOT

• ฝกฝนการใชโปรแกรมสาธตสาหรบวเคราะหขอมล MasterClass

เนอหา CERN Schoolระหวางวนท 30 เมษายน- 4 พฤษภาคม 2555

• ฟสกสอนภาคขนสง

• หลกการและเทคโนโลยของ Calorimeter และ Tracker ทใชในการตรวจวดอนภาค

• ฟสกสของโปรตอน-โปรตอน

• ฟสกสของไอออนหนก

Page 22: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

22

CERN กบ เครองเรงอนภาค LHC (Large Hadron Collider)

CERN

• รเรมโดยนกฟสกสชาวฝรงเศส

ลอส เดอ บรอยล (Louis de Broglie)

ในป 2492

• ยอมาจากภาษาฝรงเศส Conseil Europeen la Recherche Nucleaire

http://kori-designs.com/Chem%20Timeline/atomictimeline/

Page 23: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

23

• ตอมาป 2497 จดตงเปน องคกรเพอการวจยนวเคลยรแหงยโรป (European Organization for Nuclear Research)

• มสมาชกเรมกอตง 11 ประเทศในยโรป เซรนมสานกงานใหญตงอยทางทศตะวนตกเฉยงเหนอของกรงเจนวา สมาพนธรฐสวส ใกลกบชายแดนฝรงเศส-สวตเซอรแลนด

• ปจจบนเซรนนบเปนหองปฏบตการวจยทางดานนวเคลยรฟสกสและฟสกสอนภาคทมขนาดใหญทสดและทนสมยทสดในโลก

• มเจาหนาทปฏบตการประมาณ 3000 คน

Page 24: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

24

ในป 2551 เครองเรงอนภาคทมชอวา The Large Hadron Collider (LHC) ท CERN ไดเปดดาเนนการ โดยสามารถเรง

ไดอนภาคชนดโปรตอนและนวเคลยสของตะกว

ขอมลเกยวกบ LHC

• เสนรอบวง 26, 659 m

• ใชสนามแมเหลกขนาด 8.33 เทสลา

• ใชกระแสไฟฟาขนาด 11,700 แอมแปร

• ใชสายไฟททาจากตวนายวดยง ยาว 7600 กโลเมตร

• ใชแมเหลกททาจากตวนายวดยง– 1,232 ชนเปนแบบขวค (dipole magnets)

– 392 ชนเปนแบบสขว (quadrupole magnets)

http://www.incaacomputers.com/news/28-incaa-upgrades-superconducting-magnet-test-bench

Page 25: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

25

• อณหภม 1.9 เคลวน หรอ -271.3 องศาเซลเซยส ใชฮเลยมเหลวในการทาความเยน

• ความเรวของอนภาคทเรงไดประมาณ 99.9999991% ของความเรวแสง

• ใน 1 วนาท อนภาคเคลอนทไดสงสด 11, 245 รอบ

• พลงงานสงสดของอนภาค 7 TeV

• ความดนในทอทอนภาคเคลอนท 10-13 atm นอยกวาบนดวงจนทร 10 เทา

http://public.web.cern.ch/public/en/lhc/Facts-en.html

• ในการชนกนของอนภาคจะทาใหเกดความรอนสงกวาใจกลางดวงอาทตย 100,000 เทา

• ใน 1 วนาทจะมการชนกน 600 ลานครง

• ขอมลทไดตอปจะเทากบ DVD dual layer หนงแสนแผน หรอ 10–15 PB

• ใชไฟฟาเดอนละประมาณ 10 เมกกะวตต

Page 26: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

26

ทาไปทาไม เพออะไร ตองการอะไร

เพอตองการหาความจรงวา

•เกดอะไรขนหลง Big Bang

•ความโนมถวงเกดขนไดอยางไร

•อนภาคตางๆ มมวลไดอยางไร

•ในเอกภพของเรายงมสสาร หรอ องคประกอบอนๆ

อกหรอไม

เพอทจะตอบคาถามเหลานนใชเงนไปเทาไร

• 6.4 พนลานดอลลารสหรฐ หรอ ประมาณ 2 แสนลานบาท

Page 27: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

27

http://3.bp.blogspot.com/_ee6egjqDMoM/TEh6Rv_Or8I/AAAAAAAAAA4/L-7SlBktIT4/s1600/9108002%5B1%5D.jpg

http://www.grandunificationtheory.com/history.bigbang.jpg

Page 28: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

28

การตรวจวดอนภาค

• ระบบตรวจวดรอยทางเดน (tracking system) ใชวดโมเมนตม ตามหลกการอนรกษโมเมนตม โดยดจากรอยทางเดน

• แคลอรมเตอร(calorimeter) ใชวดพลงงาน โดยใหอนภาคชนกบอะตอมของสารทใชทาแคลอรมเตอร แลวสญเสยพลงงาน

• ระบบแมเหลก(magnet sysytem) ใชวดประจไฟฟา เนองจากประจตางชนดกนจะเคลอนทในทศทางทตางกนในสนามแมเหลก

Page 29: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

29

http://genevalunch.com/blog/tag/alice/

แทงกราฟจะสอดคลองกบพลงงานทสญเสยในแคลอรมเตอร

Howard Gordon, Brookhaven National Laboratory, Jiří Dolejší, Charles University Prague

Page 30: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

30

7 เครองตรวจวดท LHC

1. ALICE (A Large Ion Collider Experiment )2. ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS)3. CMS (Compact Muon Solenoid)4. LHCb (Large Hadron Collider beauty)5. LHCf (Large Hadron Collider forward) 6. TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and

Diffraction Dissociation)7. MoEDAL (Monopole and Exotics Detector At the LHC)

1) ALICE

• ศกษาการชนกนของนวเคลยสของตะกว

• เพอหาสถานะทหลอมรวมกนของควารก และกลออน (quark-gluon plasma) ทเกดขนหลงการเกด Big Bang.

Page 31: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

31

2) ATLAS

• สามารถตรวจวดอนภาคไดเกอบทกชนด

• ตรวจสอบแบบจาลองมาตรฐาน

• หาอนภาคฮกส

• ทดสอบทฤษฎสมมาตรยวดยงและมตพเศษ ตางๆ

Page 32: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

32

• ปเตอร ฮกส (Peter Higgs, 1929- ปจจบน),

• เสนอทฤษฎ เมออนภาควงผานสนามชนดหนงกจะไดรบมวล ซงสนามนจะเกยวของกบอนภาคทชอวา Higgs boson และ ถกเรยกวา อนภาคพระเจา ซงเปนอนภาคทพยายามหากนอย

http://www.martinfrost.ws/htmlfiles/april2008/peter_higgs.html

3) CMS

• เปนเครองตรวจวดทมความสามารถในการวดเหมอน ATLAS แตใชเทคโนโลยทตางกน

Page 33: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

33

4) LHCb

• ศกษาความแตกตางระหวางสสารและ

ปฏสสารทเกดจาก ควารกชนด b

5) LHCf

• ศกษาการเกดรงสคอสมก ซงเปนรงสทมาจากอวกาศ

6) TOTEM

• ศกษาการเคลอนทของลาอนภาคโปรตอนและปรมาณการชนกนทเกดขน

7) MoEDAL

• ศกษาการเกดของแมเหลกขวเดยว

Page 34: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

34

CMSATLAS

LHC

ALICELHCb

LHCf

การเขาเปนสมาชก The ALICE Experiment แบบสมทบ (Associate Member) ของ

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

• กลมวจยฟสกสอนภาค สาขาวชาฟสกส สานกวชาวทยาศาสตร มความสนใจทจะเขารวมวจยในหวขอกระบวนการการเกดของควารกหนก(heavy quarks) และสถานะของควารกหลาย ๆ อนภาคแบบวเทศ(exotic multiquark states)

Page 35: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

35

• ผานความเหนชอบของคณะกรรมการบรหาร (Management Board) ของ The ALICE Collaboration เมอวนท 14 ตลาคม 2554

• ผานความเหนชอบของคณะกรรมการความรวมมอ (Collaboration Board) ของ The ALICE Collaboration เมอวนท 18 พฤศจกายน 2554

สทธและเงอนไขของสมาชกสมทบ

การเปนสมาชกสมทบของมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร นน คณาจารย นกวจยและนกศกษา ทมรายชอในกลมวจยฟสกสอนภาค สาขาวชาฟสกส สานกวชาวทยาศาสตร สามารถเขาถงเอกสาร ซอฟแวร ขอมลทางการวจย เขารวมประชม และไดรบใบรบรองในการใชระบบกรดของ ALICE แตจะไมไดรบสทธในการออกเสยงลงมตและมชอในผลงานตพมพของ the ALICE Collaboration ยกเวนในฉบบทเปนผวจยหลกและมสวนสาคญในการวจยเทานน

Page 36: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

36

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารจะสนบสนนกจกรรมของหองปฏบตการเครองตรวจวดอนภาค ALICE โดยจดตงศนยการคานวณแบบ Tier-2 ทมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร อนประกอบดวย หนวยประมวลผลและหนวยเกบขอมล ตามมาตรฐาน 2TB ตอ HEPSPEC06 โดยมการแจงสถานะและการปรบปรงใหทราบเปนประจาทกป ซงในเฟสแรกควรมหนวยประมวลผลไมนอยกวา 120 cores

นกวจยทางทฤษฎดานฟสกสอนภาคท มทส.

ศาสตราจารย ดร. ยเปง แยน ศาสตราจารย ดร. ประสาท สบคา

ผศ. ดร.ชโนรตน กอบเดช ดร. ขรรคชย โกศลทองก

Page 37: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

37

บทความสมภาษณท ALICE

• http://alicematters.web.cern.ch/suranaree

นกวจยทางดานเครองเรงอนภาคท มทส.

รศ. ดร.ประยร สงสรฤทธกล

ดร. สาโรช รจรวรรณ

ผศ. ดร. ศภกร รกใหม

Page 38: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

38

LHC Computing Grid• ปรมาณขอมลทไดจากการทดลองม

ขนาด 300 GB ตอวนาท• หรอ ประมาณ 27 TB ตอวน• หรอ ประมาณ 10–15 PB ตอป

• ขอมลจานวนมหาศาลขนาดน มมากเกนกวาระบบคอมพวเตอรใดเพยงระบบเดยวจะรองรบได

Scientists look at a computer screen at the control centre of the CERN in Geneva September 10, 2008. (Xinhua/Reuters Photo)

จงตองมการออกแบบระบบคอมพวเตอรทมสมบตดงน

• สามารถรองรบขอมลปรมาณมหาศาลได

• สามารถทาการคานวณงานจานวนมากและขนาดใหญได

• ราคาไมแพงนก

• ใชงานงาย

• สามารถเขาใชระบบได 24/7

• งายตอการดแล และ ปรบปรง

Page 39: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

39

ทาไมไมใช ซปเปอรคอมพวเตอร

• ราคาแพง

• ตองทาหองพเศษ การเขาใชลาบาก

• ตกรนเรว

http://gizmodo.com/298029/worlds-biggest-supercomputer-is-a-virus

หนทางแกไข: ใชประโยชนจาก อนเตอรเนต

• ใชเทคโนโลยกรดในการเชอมตอระบบคอมพวเตอรจากศนยคอมพวเตอรตาง ๆ ทวโลกเขาดวยกนผานเครอขายอนเตอรเนต

GridPP masterclasstalk2009

Page 40: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

40

การพฒนา World Wide Web (WWW)

• ป 1987 T. Berner Lee พฒนา ขนท CERN

• ทาใหเกดเรมตนการสอสารยคใหม ซงเปลยนโฉมหนาเศรษฐกจโลก

Page 41: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

41

ใชซอฟแวรทเรยกวา กรดมดเดลแวร(Grid Middleware)

• เมอผใชสงงานทตองการคานวณ กรดมดเดลแวร จะทาหนาทเปนตวกลางในการจดสรรทรพยากรการคานวณใหเหมาะสมกบตามความตองการ ซงผใชสามารถรอรบผลได หลงการคานวณแลวเสรจ โดยไมจาเปนตองทราบวาระบบไปทาการคานวณทใด

Worldwide LHC Grid

Institutes

CERN computer centre

Taiwan

NECTEC

USAUKGermanyItaly

SUT Chula ……

Tier 0

Tier 1National centres

Tier 2Regional groups

Offline farm

Online system

Workstations

Page 42: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

42

การแบงระดบของศนยการคานวณ

• Tier 0 เปนศนยแรกทรบขอมลตรงจากการทดลอง

• Tier 1 เปนศนยระดบนานาชาตกระจายอยทวโลก (International Center)

• Tier 2 เปนศนยระดบภมภาค (regional center)

ศนยคานวณกรดของ มทส.กบ NECTEC ของ ALICEhttp://alimonitor.cern.ch/map.jsp

เพม visibility ใหกบมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ในระดบนานาชาต

Page 43: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

43

ในประเทศไทยใชประโยชนจากเครอขาย UNiNET

กลมผใชทมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

Page 44: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

44

โครงการวจยของมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

1. แนวทางการปรบปรงเครอง SJB เพอการระบายอนภาคฝนอยางมประสทธภาพ

2. ระบบวางแผนเพอลดจานวนการเดนรถเทยวเปลา

3. ซอฟตแวรพลศาสตรของไหลเชงคานวณสาหรบการไหลผานรปทรงทซบซอน 3 มต

4. การศกษาเคออนคอะตอม และพายออนคอะตามโดยใชวธการทางฟงกชนสเตอรเมยน

50%

24%10%

16%

50%24%

16%

10%HEP

Research

ApplicationsGrid Technology

IndustrialLinkages

ประมาณการใชงานและแบงปนทรพยากรการคานวณ

Page 45: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

45

การจดตงศนยการคานวณ แบบ Tier 2

• ลงนามในบนทกความเขาใจ กบ องคการเพอการวจยนวเคลยรแหงยโรป (CERN) ตามโครงการ Worldwide LHC Computing Grid (WLCG)

• มหนวยสารองขอมลเพอรองรบขอมลการวจยให กบ CERN ไมนอยกวา 50 TB

• มหนวยประมวลผลตามมาตรฐาน HEPSPEC06 ซงจะขนกบจานวนผทเปนสมาชกในองคกรนน ๆ

• เขาประชมประจาป ทสมาพนธรฐสวส

ปท 1

ตดตง

ระยะเวลาโครงการ 5 ป

เชอมตอและ

ทดสอบระบบ

ประเมนทบทวน

และ

ปรบปรง

ปท 2 ปท 3 ปท 4 ปท 5

ตดตง

Page 46: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

46

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารไดอะไร

การดาเนนการตามยทธศาสตร

• การเสรมสรางขดความสามารถดานการวจยสการยอมรบในระดบชาตและนานาชาต ภายใตแผนงานหลก คอ การพฒนาสความเปนมหาวทยาลยวจยระดบชาตและนานาชาต

• การจดการศกษามคณภาพไดมาตรฐานสากล ภายใตแผนงานหลก คอ การจดการศกษาระดบอดมศกษาสมาตรฐานสากล

นอกจากนยง

• สนบสนนการจดการศกษาของมหาวทยาลยเปนทยอมรบในระดบชาตและนานาชาต

• เปนการประชาสมพนธหลกสตร และมหาวทยาลย เพอดงดดใหนกเรยนทมผลการเรยนดเขามาเรยนมากขน

• เพม visibility ใหกบ มทส. http://www.webometrics.info/

Page 47: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

47

http://www.webometrics.info/

มทส. ลาดบท 1073 ของโลกลาดบท 24 ใน South East Asia

Size ลาดบท 561Visibility ลาดบท 1,854Rich Files ลาดบท 626Scholar ลาดบท 1,276

Page 48: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

48

การเชอมโยงกบภาคอตสาหกรรม

• บรษท ไอบเอม ประเทศไทย จากด มอบรางวล สนบสนนการวจยขนสง Shared University Research หรอ เอสยอาร อวอรด SUR Awards ใหกบมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร เปนแหงแรกในประเทศไทย เนองจากเปนมหาวทยาลย ทไดทางานวจยในระดบโลกรวมกบ CERN หรอองคการเพอการวจยนวเคลยรแหงยโรป และเปนสมาชกของโครงการ Thailand National E-Science consortium ทพฒนาโครงสรางพนฐานวทยาศาสตรการคานวณสมรรถนะสงระดบชาต

• โครงการวจยททา ชอ Use of GPFS/Panache over the WAN for High-Energy physics

• โดยรางวลน มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จะไดรบความรวมมอจากไอบเอม อลมาเดนแลบ (Almaden Lab) และไอบเอมเวรดไวดยนเวอรซตโปรแกรม มอบเซรฟเวอร 2 เครอง พรอมดวย ซอฟแวร GPFS และหนวยเกบขอมล ความจ 60 เทราไบต และนกวจยจากไอบเอม อลมาเดนแลบ ทจะมาชวยเหลอสรนารในการสรางตนแบบการวจย พรอมตดตงฮารดแวร จากกลมธรกจคอมพวเตอรของไอบเอม ประเทศไทย และ คอมพวเตอรยเนยน พนธมตรของไอบเอม”

Page 49: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

49

ไดรบมอบรางวล เมอวนท 23 พฤศจกายน 2554http://www.facebook.com/note.php?note_id=314341485261295

การทาภาพ animation บรษทกนตนา แอนนเมชน สตดโอhttp://kantana.com/animation/

JPhysG_g6_1_n01.pdf

ศกษาเชอไขหวดบก (Avian Flu) จากเดมตองใชเวลา 100 ป เหลอแค 4 สปดาห

http://www.gridpp.ac.uk

Page 50: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

50

การประมวลผลแบบกรดและแบบกลมเมฆ

• Grid computing

• Cloud computing

อานเพมเตม http://www.inox.co.th/th/articles/faqs

เครองกาเนดแสงซนโครตรอน(Synchrotron Light Source)

http://www.slri.or.th/th/index.php?option=com_content&view=article&id=130&Itemid=109

Page 51: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

51

E ~ 1-8 GeV

แสงซนโครตรอน

• เปนแสงทถกปลดปลอยออกมาจากอเลกตรอนทเคลอนทดวยความเรวใกลความเรวแสง แลวถกบงคบใหเลยวโคง

• เปนแสงความเขมสงทมคาพลงงานตอเนอง คลอบคลมชวงพลงงานกวางตงแตชวงของรงสอนฟราเรดจนถงรงสเอกซ

• แสงซนโครตรอนสามารถใชมองเหนวสดในระดบอะตอมได

Page 52: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

52

ศนยวจยแสงซนโครตรอนทวโลก

Page 53: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

53

สถาบนวจยแสงซนโครตรอน

(องคการมหาชน)

อาคารสรนธรวชโชทย

Page 54: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

54

พลงงาน 1.2 GeV LHC (7,000 GeV)

ความยาวเสนรอบวง 81.3m LHC (27km)

จานวนแมเหลกสองขว 8 LHC (1232)

สนามแมเหลกสองขว 1.4T (WLS 6.4T)LHC (0.535T & 8.33T)

วงแหวนกกเกบ

เครองเรงอนภาคซนโครตรอน (Booster Synchrotron)

Page 55: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

55

SAXS

• เทคนค Small Angle X-ray Scattering หรอเรยกยอๆ วา SAXS คอเทคนคทวดการกระเจงของรงสเอกซทมมเลกๆ เพอศกษาลกษณะโครงสรางของสสารทอยในระดบนาโนเมตร

• การกระเจงของรงสเอกซ จะถกวดโดย sensor แบบกลอง CCD ซงสามารถนาไปแปรผลเปนโครงสรางของสารตวอยางได

g

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2θ (deg)

Inte

nsity

1st SAXS results: Silver Behenate (d=5.83 nm)

Page 56: ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics)science.sut.ac.th/physics/courses/105113/54-T3/particle.pdf · 1 เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค

56

การสรางชนสวนจลภาคดวยแสงซนโครตรอน

• แสงซนโครตรอนถกนามาใชประโยชนทางดานการผลตชนสวนจลภาค โดยการอาบรงสเอกซทสถานทดลอง Deep X-ray Lithography (BL-6 ) ทาใหไดความแมนยาตามทออกแบบ