Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Γιώργος Κ. Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Θεμελιώδεις.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Γιώργος Κ. Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Θεμελιώδεις."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Γιώργος Κ. Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Θεμελιώδεις Αλληλεπιδράσεις το Είναι και το Γίγνεσθαι

2 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Θεμελιώδη ερωτήματα §Από τι είναι φτιαγμένος ο κόσμος γύρω μας; §Ποιοι είναι οι δομικοί λίθοι της ύλης, δηλ. ποια είναι τα στοιχειώδη σωματίδια; §Πώς συνδέονται οι δομικοί λίθοι μεταξύ τους, για να συγκροτήσουν την ύλη; ή αλλιώς: ποιες είναι οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις;

3 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης < m Δεν υπάρχει ένδειξη περαιτέρω δομής ? m m m Η δομή της Ύλης ; άτομο πυρήνας πρωτόνιο κουάρκ

4 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Πως βλέπουμε ? γ 25 cm ΔxΔx Ο εγκέφαλος επεξεργάζεται και ερμηνεύει τα οπτικά ερεθίσματα. Το φως ανακλάται στο αντικείμενο (σκεδάζεται) και εισέρχεται στα μάτια μας. Εστιάζεται στον αμφιβληστροειδή που περιέχει φωτοευαίσθητα κύτταρα. Η διακριτική ικανότητα του ματιού εξαρτάται από τα στοιχεία του και μας επιτρέπει να ξεχωρίζουμε αντικείμενα μεγέθους κουκίδας.

5 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Για n=1.33, λ=500nm, ακτίνα κόρης α=0.5mm,  γ = 6x10 -5 Δx=10 μm γ 25 cm ΔxΔx Για n=1, θ=70 ο, λ=500nm  Δx = 0.3 μm = 300 nm Κύτταρα (~10μm) σαν κουκκίδες Διακρίνουμε λεπτομέρειες στα κύτταρα (~10μm) και στα βακτήρια (0.8-3μm) ~λ/2

6 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το μέσο του ορατού φάσματος λ = 500 nm  Ε ~ 2.48eV Η ενέργεια ενός κβάντου φωτός (Planck) Πως όμως θα μπορέσουμε να παρατηρήσουμε πιο μικρά αντικείμενα (π.χ. ιούς μεγέθους nm) ;;;;;; Περισσότερη λεπτομέρεια; Η διακριτική ικανότητα ανάλογη του λ !! Με μικροσκόπιο μπορούμε να φτάσουμε σε Δx ~ 1 μm

7 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Αν χρησιμοποιήσουμε φως μικρότερου μήκους κύματος θα δούμε περισσότερη λεπτομέρεια. …..και αν θέλουμε να παρατηρήσουμε ακόμη μικρότερα αντικείμενα; Ο De Broglie έκανε την σύνδεση σωμάτιο-κύμα και ισχυρίστηκε πως: ένα υλικό σωματίδιο είναι ένα κύμα με: λ = h/p Επιταχύνοντας σωματίδια αποκτούν μεγάλες ορμές (μεγάλες ενέργειες) και επιτυγχάνομε πολύ καλύτερη διακριτική ικανότητα. Ένα ηλεκτρόνιο με ταχύτητα 1% της ταχύτητας του φωτός έχει λ ~ 0.07 nm Η διακριτική ικανότητα ανάλογη του λ !!

8 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το ότι χρειαζόμαστε μεγαλύτερες ορμές (δηλαδή μεγαλύτερες ενέργειες) για να «δούμε» περισσότερη λεπτομέρεια είναι απόρροια της αρχής της αβεβαιότητας του Heisenberg. Τι λέει η Κβαντική Φυσική; Δηλαδή όταν θέλουμε πολύ μικρό Δx, απαιτείται μεγάλο Δp επομένως μεγάλες ορμές. Για να διερευνήσεις μικρές αποστάσεις χρειάζεσαι μεγάλες ενέργειες

9 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ηλεκτρόνιο κινούμενο με ταχύτητα V V = 1% της ταχύτητας του φωτός = 0.01c V = 50%““=0.50c V = 99%““=0.99c V ==0.9990c V = = c Ενέργεια Ηλεκτρονίου γ

10 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ; Ενέργειες keV Ενέργειες GeV 1fm = m Ισχυρότεροι Επιταχυντές Σωματιδίων

11 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ο πιο γνωστός γραμμικός επιταχυντής σωματιδίων Η ενέργεια των ηλεκτρονίων είναι περίπου 20keV

12 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ο Επιταχυντής LEP Η ενέργεια των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων ήταν περίπου 100GeV

13 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης LEP

14 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Οι ανιχνευτές: τα ‘αισθητήρια’ όργανα του μοντέρνου μικροσκοπίου §Πρέπει να καθορίσει: l Τι σωματίδια βλέπουμε; l Από πού ήρθαν και πού πάνε; l Ποια είναι η ενέργεια και η ορμή τους; §Ώστε να καταλάβουμε: l Τι συνέβη στη σύγκρουση μεταξύ των σωματιδίων; l Παράχθηκε κάτι σημαντικό; Τι χρειάζεται να κάνει ένας ανιχνευτής;

15 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Οι πρώτοι ανιχνευτές σωματιδίων Σύγκρουση σωματιδίου με ένα πρωτόνιο του Υγρού Υδρογόνου σε ένα «Θάλαμο φυσαλίδων» Σύγκρουση σωματιδίου με ένα πρωτόνιο του Υγρού Υδρογόνου σε ένα «Θάλαμο φυσαλίδων»

16 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Τροχιοδεικτικός Ανιχνευτής Πολλά λεπτά στρώματα αισθητήρων π.χ πυριτίου Βασίζεται σε ηλεκτρονικά σήματα

17 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Θερμιδόμετρο (μετρητής Ενέργειας) Ο συνολικός αριθμός σωματιδίων είναι ανάλογος της ενέργειας του εισερχόμενου σωματιδίου Το ρόζ υλικό παράγει ηλεκτρονικό σήμα ανάλογο του αριθμού των φορτισμένων σωματιδίων που το διασχίζουν

18 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Η πρόκληση για τους μοντέρνους ανιχνευτές §Μερικές φορές τα «σημαντικά» πράγματα διασπώνται σε ελαφρύτερα (σταθερά) σωματίδια l Πρέπει να εστιάσουμε στα σταθερά σωματίδια και να διερευνήσουμε για το τι στ’ αλήθεια συνέβη §Δεν γνωρίζουμε αυτά που ψάχνουμε! §Τα «ενδιαφέροντα» πράγματα που ψάχνουμε είναι πολύ σπάνια l Πρέπει να κάνουμε εκατομμύρια συγκρούσεις κάθε δευτερόλεπτο! l Πρέπει να τα επιλέξουμε και να «πετάξουμε» τα γνωστά γεγονότα σε πραγματικό χρόνο

19 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Η σύγκριση με την θεωρία §Ακολουθεί η σύγκριση με την ισχύουσα θεωρία και η επιβεβαίωση της ή όχι. l Αν υπάρχει διαφωνία και αυτή είναι σοβαρή η θεωρία απορρίπτεται αλλιώς επιδέχεται διόρθωσης. §Μια σημαντική διαδικασία είναι η πειραματική μέτρηση των παραμέτρων της θεωρίας l Η ακριβής μέτρηση των παραμέτρων επιτρέπει την χρήση της θεωρίας για νέες προβλέψεις!

20 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Κ.Π.) Κβαντική Ηλεκτροδυναμική Κβαντική Χρωμοδυναμική Θεωρία Ασθενών Αλληλεπιδράσεων οργανώνει

21 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το καθιερωμένο πρότυπο - τα στοιχειώδη Σωματίδια Τα συστατικά της ύλης   e b t s c d u   e quarks leptons 1η1η 2η2η 3η3η Γενιές: Οι φορείς της αλληλεπίδρασης (δύναμης) Υπεύθυνο για τις μάζες H  Ηλεκτρομαγνητική Ισχυρή Ασθενής G Βαρύτητα W,Z Δεν ανήκει στο ΚΠ g αναζητείται

22 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης αλληλεπίδραση = ανταλλαγή μποζονίου

23 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης αλληλεπίδραση = ανταλλαγή μποζονίου δυνητικό (virtual) φωτόνιο ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΦΩΤΟΝΙΟΥ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΓΛΟΙΟΝΙΟΥ x t

24 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το κβαντικό κενό... είναι κενό; δανεισμένη, για χρόνο Δt, ενέργεια ΔΕ Για τον φυσικό του 21 ου αιώνα το κενό είναι η βασική (η ενεργειακά χαμηλότερη) κατάσταση του κβαντικού συστήματος. Επίσης το κενό περιέχει συμπυκνώματα (condensates) πεδίων, δηλαδή την βασική τους κατάσταση που έχει μη μηδενική ενέργεια (παράδειγμα το πεδίο Higgs) φτιάχνει ζεύγη σωματιδίων - αντισωματιδίων

25 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το φαινόμενο Casimir – δύναμη από το κενό F=A/d 4 Διακυμάνσεις στο κενό ενισχύονται αν η απόσταση d είναι ακέραιο πολλαπλάσιο ημιμήκους κύματος Για μεταλλικούς καθρέφτες 1cm 2 σε απόσταση 1μm η δύναμη είναι ~10 -7 Ν (το βάρος μιας σταγόνας με διάμετρο.5mm). Για καθρέφτες 1cm 2 σε απόσταση 10 nm ασκείται πίεση μιας ατμόσφαιρας !!! Η δύναμη Casimir μπορεί να προκαλέσει πρόβλημα σε νανοδομές και μικροηλεκτρομηχανικά (ΜΕΜs) συστήματα. Κατά μέσο όρο η εξωτερική ακτινοβολία υπερέχει της εσωτερικής

26 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ισχυρή Πυρηνική Δύναμη Ηλεκτρομαγνητική δύναμη Ασθενής Πυρηνική Δύναμη Βαρύτητα ; Ισχύς: 6* Εμβέλεια: άπειρη Ισχύς: Εμβέλεια: m Ισχύς: 1/137 Εμβέλεια: άπειρη Ισχύς: 1 Εμβέλεια: m Το καθιερωμένο πρότυπο - οι θεμελιώδεις Δυνάμεις

27 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το πεδίο και το σωματίδιο Higgs Higgs: τελευταίο, αλλά σημαντικό, στον κατάλογο των σωματιδίων – δεν έχει βρεθεί Πληροί όλο τον χωρόχρονο Έχει μη μηδενική ενέργεια κενού Η μάζα των σωματιδίων εξαρτάται από την ισχύ της σύζευξης τους μ’ αυτό (τα φωτόνια και γλοιόνια έχουν μηδενική σύζευξη  μηδενική μάζα) Η μάζα του δεν προβλέπεται στο Κ.Π.

28 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης

29 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης

30 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ενέργεια 14 TeV  λ < m

31 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης CERN Το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Εργαστήριο για την Σωματιδιακή Φυσική στην Γενεύη. LHC

32 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης

33 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Οι μαγνήτες στρέψης του LHC Μαγνητικό Πεδίο: 9Τ (~ φορές μεγαλύτερο από της Γης) Ρεύμα ~13000 Α Θερμοκρασία -271 ο C (1.8 K) Υπεραγώγιμοι, ψύχονται με υγρό άζωτο αρχικά και υπέρευστο Ήλιο στο τελικό στάδιο ψύξης. Μήκος καλωδίων = 5 φορές την απόσταση Γης – Ήλιου !!!

34 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Συγκρούσεις Πρωτονίων-Πρωτονίων     πρωτόνιο παράγονται σωματίδια και αντισωματίδια E = mc 2 πρωτόνιο Η διαθέσιμη ενέργεια είναι 14 TeV !!! (LHC) p p p

35 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης

36 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το πείραμα CMS

37 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Εγκάρσια τομή του ανιχνευτικού συστήματος CMS

38 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ο ATLAS είναι διπλάσιος σε μέγεθος ! Ο CMS πολύ βαρύτερος (12500 τόνοι) ATLAS 5-όροφο κτήριο CMS

39 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Θαύματα του 21 ου αιώνα! ATLAS ~2500 Ερευνητές από τους οποίους ~1000 Διδακτορικοί Φοιτητές

40 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ο ανιχνευτής CMS 100m κάτω από το έδαφος ~2500 Ερευνητές από τους οποίους ~1000 Διδακτορικοί Φοιτητές Θαύματα του 21 ου αιώνα!

41 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Μια «απλή» σύγκρουση στο LHC (Προσομοίωση) Higgs  4 μιόνια Πού είναι τα μιόνια? Οι κόκκινες γραμμές δείχνουν τα μιόνια Χρειαζόμαστε Μαγνητικό πεδίο!

42 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Πώς μπορεί να μοιάζει ένα πραγματικό Higgs που διασπάται σε 2 ηλεκτρόνια και 2 μιόνια: H  ZZ  (e + e - ) (μ + μ - ) 2 μιόνια 2 ηλεκτρόνια

43 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Λίγα λόγια ακόμη για τη τεχνολογία §Οι ανιχνευτές του LHC είναι τα πιο πολύπλοκα επιστημονικά όργανα που κατασκευάστηκαν ποτέ §Ένας τυπικός ανιχνευτής του LHC έχει περίπου 100 εκατομμύρια αισθητήρες (μια τυπική ψηφιακή φωτογραφική μηχανή έχει περίπου 6 Εκατομμύρια αισθητήρες ~6 Mpixels) l Αλλά παίρνει 40 Εκατομμύρια «φωτογραφίες» το δευτερόλεπτο! l Πρέπει να επιλέξει σε πραγματικό χρόνο τις 100 καλές «φωτογραφίες»/ανά δευτερόλεπτο! §Ο ανιχνευτής πρέπει να λειτουργήσει για περίπου 10 χρόνια σχεδόν χωρίς καμία αλλαγή! §Η Τεχνολογία – αισθητήρων και ηλεκτρονικών – είναι τεχνολογία αιχμής!

44 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Τα ‘προβλήματα’ του Καθιερωμένου Προτύπου Έχει 27 ελεύθερες παραμέτρους Δεν περιλαμβάνει την Βαρύτητα Πρόβλημα αισθητικής: το κομμάτι των φερμιονίων (της ύλης) έχει κομψή ταξινόμηση ενώ τα μποζόνια (φορείς δυνάμεων) όχι Πρόβλημα αισθητικής: το πρόβλημα της Ιεραρχίας Κοσμολογικό πρόβλημα: Η ύλη που παρατηρείται στο σύμπαν είναι μόνο 5% (το υπόλοιπο 25% σκοτεινή ύλη, 70% σκοτεινή ενέργεια)

45 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Η Υπερσυμμετρία – μια ενδιαφέρουσα θεωρία Κάθε σωματίδιο έχει υπερσυμμετρικό σύντροφο με μεγάλη μάζα Τα ελαφρά υπερσυμμετρικά σωματίδια μπορεί να είναι σταθερά οπότε είναι υποψήφια για σκοτεινή ύλη Λύνεται το πρόβλημα της ιεραρχίας Όμως πολλά σωματίδια, περισσότεροι παράμετροι Δυνατότητα ενοποίησης

46 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης ΕΜ ασθενείς ισχυρές Προς ενοποίηση Η σταθερά ζεύξης κάθε αλληλεπίδρασης μεταβάλλεται με την ενέργεια λόγω κβαντικών διεργασιών ΕΜ ασθενείς ισχυρές

47 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Χορδές – Υπερχορδές – Μεμβράνες – κ.λ.π. Στην θεωρία των χορδών τα στοιχειώδη σωματίδια δεν είναι σημειακά αλλά έχουν μια διάσταση μήκους ~ cm Μια και μόνο χορδή παριστά όλα τα στοιχειώδη σωματίδια, που είναι οι καταστάσεις διέγερσης της και χαρακτηρίζονται από κατάλληλους κβαντικούς αριθμούς (φορτίο, σπιν, κλπ). Οι χορδές είναι ανοιχτές ή κλειστές και οι ‘κοσμικές τους επιφάνειες’ ανοικτές ή κλειστές. Μια κλειστή χορδή έχει σπιν 2, μηδενική μάζα = βαρυτόνιο.

48 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Υπολογισμοί χωρίς απειρίες, μία μόνο παράμετρος Οριακές συνθήκες περιορίζουν τα άκρα σε μεμβράνες Οι θεωρίες απαιτούν 11-διάστατους ή 10-διάστατους χώρους !!!  Dp-βράνες Οι έξτρα διαστάσεις συρρικνώνονται !!

49 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Άλλα μικρότερα (;) προβλήματα Στο αρχικό Καθιερωμένο Πρότυπο τα νετρίνα δεν έχουν μάζα. Όμως τα τελευταία χρόνια αποδείχτηκε πειραματικά πως έχουν. Το ΚΠ επεκτάθηκε με περισσότερες παραμέτρους Το πρόβλημα της μη παραβίασης της CP συμμετρίας στις ισχυρές αλληλεπιδράσεις  λύση με την παραδοχή μιας επί πλέον συμμετρίας η αυθόρμητη παραβίαση της οποίας οδηγεί στο σωματίδιο axion. Το axion είναι ένα σταθερό σωματίδιο άρα υποψήφιο για σκοτεινή ύλη. PRIMAKOFF EFFECT

50 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Από την Σωματιδιακή Φυσική στην Αστροφυσική Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια αλληλεπίδρασης τόσο θα είναι μεγαλύτερη η λεπτομέρεια που μπορούμε να παρατηρήσουμε στο φυσικό σύστημα. Όσο προχωρούμε στην αρχή του χρόνου του σύμπαντος τόσο η Θερμοκρασία (ενέργεια) αυξάνει με μέγιστο την στιγμή της μεγάλης έκρηξης (Big Bang).

51 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Από την εποχή του Big Bang έως σήμερα

52 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Οι καμπύλες περιστροφής των Γαλαξιών Α: Αναμενόμενη καμπύλη Β: Μετρηθείσα καμπύλη

53 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Πύρινες αέριες μάζες ανάμεσα στους γαλαξίες ομάδας γαλαξιών. Μελετώντας την κατανομή θερμοκρασίας των αερίων μαζών συμπεραίνομε πόσο συμπιέζονται λόγω βαρύτητας από τους περιβάλλοντες γαλαξίες και έτσι επιτυγχάνομε μέτρηση της μάζας του υλικού τριγύρω τους. Υπάρχει σκοτεινή ύλη με μάζα 5 φορές μεγαλύτερη της ορατής (εκπέμπει ακτινοβολία) μάζας. Η μάζα στον ενδογαλαξιακό χώρο

54 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Τα πιο ελαφρά υπερσυμμετρικά σωματίδια (όπως το νιουτραλίνο) μπορεί να είναι σταθερά οπότε είναι υποψήφια για Σκοτεινή Ύλη Τα αξιόνια επινοήθηκαν για να λύσουν το πρόβλημα της CP συμμετρίας των ισχυρών αλληλεπιδράσεων. Είναι σταθερά  υποψήφια για Σκοτεινή Ύλη. Υποψήφιοι για Σκοτεινή Ύλη Τα υπερσυμμετρικά σωματίδια ‘αναμένεται’ να ανακαλυφθούν προσεχώς στο LHC Η ύπαρξη των αξιονίων διερευνάται σε διάφορα πειράματα στην Αμερική, Ευρώπη και Ιαπωνία.

55 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το κβαντικό κενό και το σύμπαν Για κλειστό σύστημα dQ=0 (π.χ. το κενό), η διατήρηση της ενέργειας δίδει: Εάν ρ είναι η πυκνότητα ενέργειας του κενού Σκοτεινή Ενέργεια ? Από τον ορισμό της παραμέτρου Hubble: Δηλαδή για p=-ρ:

56 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Κοσμική Επιτάχυνση Δηλαδή για p=-ρ:Σύμπαν με επιταχυνόμενη διαστολή Από την εξίσωση του Einstein - Friedman: όπου Κ η καμπυλότητα του χώρου:

57 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Τα αποτελέσματα του WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Μετρά ανισοτροπία του κοσμικού μικροκυματικού υπόβαθρου (CΜB)

58 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Η σύσταση του Σύμπαντος NASA Sept-06

59 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Το σύμπαν αποτελείται κυρίως από: σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια Αλλά, δεν ξέρουμε ούτε τι είναι σκοτεινή ύλη ούτε τι είναι σκοτεινή ενέργεια Για σκοτεινή ύλη έχουμε πιθανό υποψήφιο κάποιο κατάλοιπο από την Μεγάλη Έκρηξη. — Axions ? — Νιουτραλίνα ? Η σύσταση του Σύμπαντος Για σκοτεινή ενέργεια ? — Η ενέργεια του κενού ?

60 Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Ανακεφαλαίωση Το Καθιερωμένο Πρότυπο: η πιο επιτυχημένη θεωρία που έχει φτιάξει ο άνθρωπος. Ένα τελευταίο σωματίδιο δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί: το Higgs. Το κυνήγι του στο LHC περιλαμβάνει και τα υπερσυμμετρικά σωματίδια. Νέα γενιά πειραματικών συσκευών μεγάλης ακριβείας έχουν τεθεί σε λειτουργία για την εξερεύνηση της ύλης στα πειράματα του CERN. Η Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ή Υψηλών Ενεργειών έχει ως σκοπό την διερεύνηση της στοιχειωδών συστατικών της ύλης και των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων τους. Αναπάντητό ερώτημα επίσης αποτελεί η φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.


Κατέβασμα ppt "Θερινό Σχολείο Φυσικής στην Εκπαίδευση– Πάτρα 30 Ιουνίου 2010 Γ. Κ. Φανουράκης Γιώργος Κ. Φανουράκης Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Θεμελιώδεις."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google