Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΗΓΗ ΝΕΑΣ ΓΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ Καθηγητής Πειραματικής Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων,

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΗΓΗ ΝΕΑΣ ΓΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ Καθηγητής Πειραματικής Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων,"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΗΓΗ ΝΕΑΣ ΓΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ Καθηγητής Πειραματικής Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων, ΕΜΠ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Η’ ΛΥΚΕΙΟ, ΕΟΡΤΑΣΜΟΣ 100 ΧΡΟΝΩΝ, 08 Νοεμβρίου /11/20121Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

2 Περιεχόμενα της Ομιλίας Οι διαστάσεις του (μικρο-) κόσμου Γιατί πιο μεγάλη ενέργεια στις δέσμες των σωματιδίων? Βασικές Αρχές λειτουργίας του Επιταχυντή Κύκλοτρο, Συγχροκύκλοτρο Σύγχροτρο, Γραμμικός Επιταχυντής Πρωτονίων Οι επιταχυντές στο CERN Ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής LHC Τα πειράματα στον επιταχυντή LHC Αποτελέσματα Φυσικής Το Μποζόνιο HIGGS Νέες ιδέες για τα αναπάντητα ερωτήματα Συμπεράσματα 08/11/20122Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

3 Οι Διαστάσεις του (μικρο- )κόσμου Η σωματιδιακή φυσική ερευνά την ύλη στις μικρότερες δυνατές διαστάσεις της: ΕπιταχυντέςΜικροσκόπια Οπτικά και ράδιο- τηλεσκόπια Κιάλια, Τηλεσκόπια ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΤΑ ΔΥΟ ΜΕΓΑΛΑ ΜΕΤΩΠΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ  ΑΣΤΡΟ-ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ!! 08/11/20123Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

4 4 Γιατί ερευνούμε ? Τί ψάχνουμε ? Μερικά από τα πιο βασικά ερωτήματα που διατύπωσε σκεπτόμενος ο άνθρωπος από την κλασσική αρχαιότητα, είναι: Ποιός είναι ο κόσμος που βλέπουμε γύρω μας; Πώς εξελίσσεται ο κόσμος. Από πού προέκυψε και που κατευθύνεται; Από που προήλθαμε; …;;;;;; ? 08/11/2012Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

5 08/11/2012Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ5 Το Σύμπαν

6 Γιατί πιο μεγάλη ενέργεια?  Η αρχή της γένεσης του Σύμπαντος (ΜΕΓΑΛΗ ΕΚΡΗΞΗ) προϋποθέτει τη συγκεντρωση μέγιστης ενέργειας σε ελάχιστο χώρο, όπου με την πάροδο του χρόνου η ενέργεια ελαττώνεται και δημιουργείται ύλη.  Οι επιταχυντές παρέχουν φορτισμένα σωματίδια με υψηλή κινητική ενέργεια, οι συγκρούσεις των οποίων δημιουργούν συνθήκες ενέργειας και ύλης πολύ κοντά στη ΜΕΓΑΛΗ ΕΚΡΗΞΗ.  Για να αυξηθεί η ενέργεια των σωματιδίων της δέσμης, εφαρμόζονται ισχυρά ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που τα επιταχύνουν και συγχρόνως τα εστιάζουν.  Οι επιταχυντές έχουν είτε κυκλική μορφή (ΚΥΚΛΙΚΟΙ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ), όπου τα σωματίδια της δέσμης επιταχύνονται διαγράφοντας επαναλαμβανόμενες κυκλικές τροχιές, είτε ευθεία γραμμή (ΓΡΑΜΜΙΚΟΙ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ), όπου η δέσμη ταξιδεύει από την μια άκρη στην άλλη.  Οι ανιχνευτές συλλαμβάνουν τα σωματίδια που παράγονται στις συγκρούσεις, προκειμένου να διερευνηθεί η δομή του πυρήνα του ατόμου και οι δομικοί λίθοι των νουκλεονίων – quarks. Σχέση του Einstein E = mc 2 =>m = E/c 2 08/11/20126Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

7 Βασικές Αρχές λειτουργίας του Επιταχυντή Μαγνητικό Πεδίο ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ ΥΠΟ ΤΗΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΙΠΟΛΙΚΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (ΚΑΘΕΤΟΥ) ΣΤΗΝ ΟΘΟΝΗ Βρ = «Μαγνητική Ακαμψία» του σωματιδίου. Δείχνει το βαθμό δυκολίας να υπακούσει σε καμπυλόγραμμη κίνηση το σωματίδιο λόγω του μαγνητικού πεδίου 08/11/20127Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

8 Βασικές Αρχές λειτουργίας του Επιταχυντή Μαγνητικό Πεδίο ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ του σωματιδίου κατά ΓΩΝΙΑ Θ λόγω μαγνητικού πεδίου μήκους L και πεδίου B Βρ = μαγνητική ακαμψία ~ ορμή του σωματιδίου 08/11/20128Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

9 Βασικές Αρχές λειτουργίας του Επιταχυντή Μαγνητικό Πεδίο 08/11/20129Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ ΤΡΟΧΙΑ του σωματιδίου μέσα σε κυκλικό μαγνήτη Αλλά ένας επιταχυντής περιέχει πολλά σωματίδια Ο αριθμός των σωματιδίων στο σύγχροτρον είναι περίπου σωματίδια Δύο σωματίδια στο μαγνητικό πεδίο με ίδια ορμή αλλά με διαφορετικές γωνίες εισόδου

10 Το ΚΥΚΛΟΤΡΟΝ 08/11/201210Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

11 08/11/201211Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ Το ΚΥΚΛΟΤΡΟΝ

12 Το ΣΥΓΧΡΟΚΥΚΛΟΤΡΟΝ 08/11/201212Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

13 Βασικές Αρχές λειτουργίας του Επιταχυντή Ηλεκτρικό Πεδίο 08/11/201213Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

14 ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΗΣ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ 08/11/201214Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

15 ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΗΣ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ 08/11/201215Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

16 Ανιχνευτής Επιταχυνόμενα Σωματίδια Μέθοδοι της σωματιδιακής φυσικής 3) Αναγνώριση παραγόμενων σωματιδίων από τον Ανιχνευτή (έρευνα για νέα φαινόμενα) 1) Συγκέντρωση ενέργειας στα σωματίδια (επιταχυντής) 2) Σύγκρουση σωματιδίων (δημιουργία συνθηκών ανάλογων του Big Bang) Αρχή Σύγχρονου Πειράματος στη Σωματιδιακή Φυσική !! 08/11/201216Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

17 Οι εγκαταστάσεις του CERN Αεροδρόμιο Γενεύης Επιταχυντής LHC CERN CERN MEYRIN Επιταχυντής SPS CERN CERN PREVESSIN 27 km /11/201217Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

18 Η Τεχνογνωσία του CERN: Η ανάπτυξη επιταχυντών φορτισμένων σωματιδίων 08/11/201218Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

19 Μεγάλος Επιταχυντής Συγκρουόμενων ΔεσμώνΑδρονίων (Large Hadron Collider = LHC) Ο Μεγάλος Επιταχυντής Συγκρουόμενων Δεσμών Αδρονίων (Large Hadron Collider = LHC) αποτελεί την πιο ισχυρή επιταχυντική μηχανή που κατασκευάστηκε ποτέ για την έρευνα των ιδιοτήτων των θεμελιωδώνσωματιδίων. Τέσσερις γιγάντιοι υπόγειοι θάλαμοι φιλοξενούν τους ανιχνευτές Θα επιτευχθεί η υψηλότερη στον κόσμο ενέργεια για επιταχυντή. Ήδη βρισκόμαστε στα ( ) TeV !! Αποτελεί την ισχυρότερη δέσμη συγκρουόμενων πρωτονίων Λειτουργεί σε θερμοκρασία μικρότερη αυτής του διαστήματος!! Ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής LHC 08/11/201219Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

20 Κατασκευάζοντας το LHC 27 km μήκος περιφέρειας 100 m κάτω από τη γη 08/11/201220Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

21 Ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής LHC 1238 υπεραγώγιμα μαγνητικά δίπολα, βάρους 35 τόνων το καθένα κατασκευάστηκαν και συναρμολογήθηκαν για τον Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή, με περίμετρο 27 χιλιόμετρα!. Αν χρησιμοποιούσαμε συμβατικούς μαγνήτες θα χρειαζόμασταν περίμετρο επιταχυντού με 120 χιλιόμετρα !!! για να έχουμε την ίδια τελική ενέργεια. 08/11/201221Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

22 Ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής LHC Το ΠΡΩΤΟ μαγνητικά δίπολο, (Μάρτιος 2006)μήκους 15 μέτρων και βάρους 35 τόνων κατεβαίνει σε 100 μέτρα βάθος για να συναρμολογηθεί στον Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή LHC. 08/11/201222Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

23 The LHC machine 08/11/201223Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

24 Το σύμπλεγμα του LHC και των Ανιχνευτών 2009 To LHC λειτουργεί από το Είναι βέβαιο ότι θα αλλάξει τις απόψεις μας για την Ύλη, τη Φύση και το Σύμπαν! ATLAS CMS LHC-b 08/11/201224Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

25 Κατασκευάζοντας το πείραμα CMS του LHC 08/11/201225Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

26 Ο Ανιχνευτής ATLAS Ο ανιχνευτής ATLAS ανάμεσα στις πτέρυγες του 6-όροφου κτιρίου 40 CERN Διάμετρος 25 m Μήκος Τοροειδούς 26 m Συνολικό μήκος 46 m Συνολικό βάρος 7000 Tons 08/11/201226Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

27 The ATLAS Detector 30/04/201227Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

28 Διαστάσεις της Σωματιδιακής Φυσικής Στοιχεία Περιοδικού Συστήματος 10/02/ 2011Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

29 Ο Περιοδικός Πίνακας της Σωματιδικής Φυσικής ΤΟ ΠΡΩΤΟΝΙΟ ΤΟ ΜΕΣΟΝΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΒΑΡΥΟΝΙΟ 08/11/201229Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ QUARKS ΛΕΠΤΟΝΙΑ ΦΟΡΕΙΣ ΤΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΩ Ν

30 08/11/2012Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ30 Οι Δυνάμεις της Φύσης Ασθενείς Μεταδίδονται με ταW & Z 0 Προκαλούν την διάσπαση των ραδιενεργών πυρήνων Διαμορφώνουν την ένταση της ηλιακής ενέργειας Ισχυρές Μεταδίδονται με τα γκλουόνια Συγκρατούν τα πρωτόνια και νετρόνια στον πυρήνα Συγκρατούν τα quarks στα πρωτόνια και τα νετρόνια Ηλεκτρομαγνητικές Μεταδίδονται με φωτόνια Συγκρατούν τα ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα Ευθύνονται για τις χημικές αντιδράσεις Ηλεκτρισμός, Φως, Ακτινοβολία … Βαρυτικές Μεταδίδονται με τα γκραβιτόνια Αναγκάζουν τα αντικείμενα με μάζα να πέφτουν Διατηρούν τη γη και τους πλανήτες γύρω από τον ήλιο

31 ΟΛΗ η Σωματιδιακή Φυσική στον LHC Φ 1970 J/ψ 1974 Y 1977 Ζ 1984 Higgs 2012? 08/11/201231Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

32 Πείραμα ALICE 25/11/ TheoAlex, Greek Midterm, CERN Ω = sss 08/11/201232Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

33 Πείραμα ALICE Λ = uds 08/11/201233Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

34 Νέο Σωματίδιο X b (3P) 25/11/ TheoAlex, Greek Midterm, CERN ΠΕΙΡΑΜΑ ATLAS 08/11/201234Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ ΜΑΡΤΙΟΣ 2012 !!

35 ΠΕΙΡΑΜΑ CMS Νέο Σωματίδιο Ξ b * 0 27 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2012 !! Ξ b *0 = dsb m = ± 2.8 MeV 08/11/201235Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

36 Μποζόνιο HIGGS 25/11/ ΤΟ ΜΠΟΖΟΝΙΟ ΠΟΥ ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΒΡΕΘΕΙ ΑΚΟΜΑ ? ΠΩΣ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ ΜΕ ΠΟΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ.... ΠΩΣ ΔΙΑΣΠΑΤΑΙ 4 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΡΟΠΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΟΥ ΜΠΟΖΟΝΙΟΥ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΤΡΟΠΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΟΥ ΜΠΟΖΟΝΙΟΥ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΠΟΖΟΝΙΟΥ Περιμένουμε μόνο 1 Ηiggs σωματίδιο για κάθε 1’000’000’000’000 γεγονότα! γεγονότα!! 08/11/201236Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

37 Μποζόνιο HIGGS ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΠΟΥ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΥΠΑΡΧΕΙ ΤΟ ΜΠΟΖΟΝΙΟ Η συνεχής γραμμή είναι το πείραμα και η διακεκομμένη γραμμή είναι τα αναμενόμενα αποτελέσματα 08/11/201237Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

38 Μποζόνιο HIGGS ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΠΟΥ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΥΠΑΡΧΕΙ ΤΟ ΜΠΟΖΟΝΙΟ Η συνεχής γραμμή είναι το πείραμα και η διακεκομμένη γραμμή είναι τα αναμενόμενα αποτελέσματα H → WW( ∗ ) → l+νl−ν H → bb ΚΟΚΚΙΝΗ ΓΡΑΜΜΗ H → τ+τ− H → γγ H → ZZ( ∗ ) → l+l−l+l− ΜΠΛΕ ΓΡΑΜΜΗ m H = ( ) GeV/c 2 ( ) GeV/c /11/201238Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ ΠΙΘΑΝΗ ΜΑΖΑ ΤΟΥ ΜΠΟΖΟΝΙΟΥ HIGGS

39 Το σωματίδιο Higgs στον LHC 08/11/201239Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

40 Αναπάντητα Ερωτήματα Ενοποίηση των αλληλεπιδράσεων Ασυμμετρία των Βαρυονίων: Οι τρεις γενιές γεύσεων των quarks Ελάχιστη μάζα των νετρίνων Προέλευση της σκοτεινής ύλης Κβαντική θεωρία Βαρύτητας Κοσμολογική σταθερά 08/11/201240Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

41 1.ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ: για ελαχιστοποίηση των κβαντικών διορθώσεων 2. ΝΕΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ: Technicolor/Topcolor 3. ΕΞΤΡΑ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ του χωροχρόνου 4.ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΙΕΡΑΡΧΙΑΣ, κλπ Απαντήσεις με νέες ιδέες 08/11/201241Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

42 Η ΥΠΕΡΣΥΜ- ΜΕΤΡΙΑ Δ Ε Ν ΥΠΑΡΧΕΙ ΓΙΑ ΜΕΓΑΛΗ ΠΕΡΙΟΧΗ Απαντήσεις με νέες ιδέες 08/11/201242Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

43 ΨΑΧΝΟΥΜΕ «ΒΕΛΟΝΑ ή ΨΥΛΛΟ ΣΤ’ ΑΧΥΡΑ.... ΑΛΛΑ ΣΥΝΕΧΙΖΟΥΜΕ !!! Απαντήσεις με νέες ιδέες 08/11/201243Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

44 Επίλογος - Κάλεσμα... Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα ζεί ΜΕΓΑΛΕΣ και ΜΟΝΑΔΙΚΕΣ συναρπαστικές στιγμές ανακάλυψης των νέων φαινομένων φυσικής με τη λειτουργία του Μεγάλου Αδρονικού Επιταχυντή LHC!! Ελπίζουμε ότι πολλοί από τους νέους μαθητές, ΕΣΕΙΣ...ενδεχομένως, οι ΝΕΑΡΟΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΟΙ ΦΥΣΙΚΟΙ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ Θα μας συνοδεύσουν σε αυτή την θαυμαστή περιπέτεια των νέων Ανακαλύψεων περιπέτεια των νέων Ανακαλύψεων της Επιστήμης, !! της Τεχνολογίας και της Καινοτομίας!! 08/11/201244Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

45 BACKUP SLIDES 08/11/201245Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

46 Κλίμακα Ενεργειών Τα πρωτόνια που συγκρούονται μέσα στο πείραμα ATLAS, ΠΟΣΟ γρήγορα κινούνται? Ενέργεια πρωτονίου Ποσοστό Ταχύτητας του φωτός 1 eV eV MeV = eV MeV = eV GeV = eV GeV = eV TeV = eV TeV = eV TeV = eV TeV = eV MeV= 10 6 eV GeV= 10 9 eV TeV= eV MeV= 10 6 eV GeV= 10 9 eV TeV= eV 08/11/201246Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ

47 Ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής LHC collisions 7 TeV injection 450 GeV Luminocity cm -2 s -1 Bunch Spac m Bunch Sep ns Particles/b. 1.1 x Dipole field at 7 TeV 8.33 Tesla Luminocity life time 10 h DC beam c A LHCParameters 08/11/201247Ε.Ν. Γαζής / ΕΜΠ


Κατέβασμα ppt "Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΗΓΗ ΝΕΑΣ ΓΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ Καθηγητής Πειραματικής Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων,"

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google