Institut Jožef Stefan Odsek 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!
Jan 05, 2016
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