Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Το καθιερωμένο πρότυπο στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων Παπαγιαννόπουλος Γιάννης ΕΜΠ, ΣΕΜΦΕ «Σεμινάριο Φυσικής» Επιβλέπων Καθηγητής: Ζουπάνος Γιώργος.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Το καθιερωμένο πρότυπο στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων Παπαγιαννόπουλος Γιάννης ΕΜΠ, ΣΕΜΦΕ «Σεμινάριο Φυσικής» Επιβλέπων Καθηγητής: Ζουπάνος Γιώργος."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Το καθιερωμένο πρότυπο στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων Παπαγιαννόπουλος Γιάννης ΕΜΠ, ΣΕΜΦΕ «Σεμινάριο Φυσικής» Επιβλέπων Καθηγητής: Ζουπάνος Γιώργος

2 Περιεχόμενα 1.Εισαγωγή 2.Το καθιερωμένο πρότυπο(KΠ) – μια σύντομη περιγραφή 3.Περιγραφή ΚΠ με Θεωρίες Βαθμίδας - Συμμετρίες 1.Ηλεκτρομαγνητική 2.Ασθενής – φορτισμένα και ουδέτερα ρεύματα 3.Ισχυρή 4.ΗΙGGS 1.Σπάσιμο Συμμετριών, 2.κενό, 3.Θεώρημα Goldstone, 4.Μηχανισμός Higgs 5.Coupling constants 1.Confinement 2.Ασυμπτωτική Ελευθερία 3.Ενοποίηση 6.Πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο 7.Βιβλιογραφία

3 Βασικές Εξισώσεις Διαγράμματα Feynman L =T –V Λανγκραζιανή Euler K-G Dirac Σχετικιστικός συμβολισμός Ε <0 Ε 2 = m 2 +p 2 Σχετικιστική Κβαντομηχανική

4 Το καθιερωμένο πρότυπο Διανυσματικά μποζόνια = vector bosons Higgs ? Φερμιόνια= λεπτόνια και quarks Και τα αντισωματίδιά τους

5 Οι Αλληλεπιδράσεις Ίσχυρή Πυρηνική Ηλεκτρομαγνητική Ασθενής πυρηνική Βαρύτητα Σήμερα το Καθιερωμένο Πρότυπο ή Standard model: Ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις (QED –Κβαντική Ηλεκτροδυναμική) Ηλεκτρασθενής Θεωρία (Flavor dynamics) Ισχυρές αλληλεπιδράσεις (QCD – Κβαντική Χρωμοδυναμική) Δεν περιλαμβάνει τη βαρύτητα

6 Θεωρίες Βαθμίδας – Gauge theories Οι εξισώσεις κίνησης να είναι αναλλοίωτες σε μετασχηματισμό της μορφής Global συμμετρίες Τοπικές συμμετρίες Αν όμως Η λανγκραζιανή παραμένει αναλόίωτη μόνο αν Σε όλα τα σημεία του χωροχρόνου Εισάγουμε πεδία τύπου (πχ) Σε συγκεκριμένα σημεία του χωροχρονου χωρίς να επηρεάζει τα υπόλοιπα Εξαιρετικής σημασίας για την ανάπτυξη του standard model

7 Ομάδες SU(N) : SU(3)xSU(2)xU(1) Special Unitary Group (N) SU(3) συμμετρία χρώματος  Ισχυρές Αλληλεπιδράσεις SU(2) συμμετρία  Ηλεκτρασθενείς Αλληλεπιδράσεις U(1) συμμετρία  Ηλεκτρομαγνητικές Αλληλεπιδράσεις Το μαθηματικό υπόβαθρο της Θεωρίας Βαθμίδας περιγράφεται από τη θεωρία ΟΜΑΔΩΝ Ν 2 -1:γεννήτορες = διαδότες 1 : γ 3 : W +, W -, Z 0 8 : gluons Πλήρης περιγραφή-πρόβλεψη με εξαιρετική ακρίβεια των πειραματικών μετρήσεων. Καθιερωμένο Πρότυπο Φορτίο και υπερφορτίο χρώμα γεύση

8 Ηλεκτρασθενής Ηλεκτρομαγνητική Ο διαδότης γ καταλήγουμε πως δεν έχει μάζα Όρος μάζας Κινητικός όρος Maxwell Τοπική συμμετρία Μετασχηματισμοί Ηλεκτροστατική ενέργεια απώθησης 2 ηλεκτρονίων που απέχουν h/2πmc = 137 x L Compton e- Σωμάτια πηγές = ηλεκτρικά φορτισμένα σωμάτια

9 Ασθενής Πυρηνική Δύναμη Οι διαδότες(3) έχουν μάζα!!! Και ενώ η ισχύς της α είναι περίπου ίση με αυτή της ΗΛ/ΜΑΓΝ Λόγω των μαζων των διαδοτών μειώνεται κατα 2 τάξεις μεγέθους Αλλά ταυτίζονται για Μ>100 GeV  ενοποίηση σε ηλεκτρασθενή SU(2)xU(1) Επηρεάζει τη γεύση, όχι το χρώμα 3 γεννήτορες SU(2)

10 Ρεύματα, φορτισμένα και ουδέτερα

11 Ισχυρή Δύναμη Γεννήτορες της SU(3) = 8 gluons χρώμα SU(3) Eμβέλεια Ισχ.Αλληλ= m

12  Οι διαδότες της SU(3) καταλήγουμε πως δεν έχουν μάζα Όρος μάζας Λανγκραζιανή SU(3) – Quantum ChromoDynamics : Δεν είναι αναλλοίωτος Σταθερά ζεύξης

13 Το πρόβλημα της μάζας: Θεώρημα goldstone Αυθόρμητο Σπάσιμο Συμμετρίας Όταν μια συμμετρία ισχύει για την Λανγκραζιάνή Αλλά όχι για τη βασική κατάσταση του συστήματος (κενό) Αν θελήσουμε να βάλουμε στη Λανγκραζιανή όρους μάζας  σπάνε οι συμμετρίες βαθμίδας και προκύπτουν απειρισμοί δεν έχουμε όρο μάζας για φ 2  Άμαζο μποζόνιο Goldstone Αυθόρμητο σπάσιμο συμμετρίας  άμαζο μποζόνιο goldstone (spin 1) U 2 =-μ 2 /λ Φ= +/- u ΠΕΔΙΟ HIGGS Η αρχική εκλογή του κενού φαινεται να σπάει τη συμμετρία

14 Μηχανισμός HIGGS To Goldstone μποζόνιο εξαφανίζεται και στη θέση του το πεδίο βαθμίδας της τοπικής συμμετρίας αποκτά μάζα Εχουμε : M 2 =0 Άμαζο Ανυσματικό πεδίο Αμ M h = (2λ) 1/2 u Σωματίδιο Higgs : M h = (2λ)1/2u Παίρνουμε : Μαζικό Ανυσματικό πεδίο Αμ M h = (2λ) 1/2 u Μέθοδος: στην λανγκραζιανή : επιλέγουμε μια απειροστή μεταβολή ωστε να μηδενίσουμε το πεδίο Φ 2 οποτε και εξαφανίζεται ο όρος μείξης

15 Ο μηχανισμός HIGGS είναι το λιγότερο καλά ορισμένο κομμάτι της Θεωρίας του Κ.Π. γιατι: 1.Πολλές σταθερές είναι αυθόρμητα ορισμένες (πχ λ  Μ H δεν μπορεί να οριστεί) 2.Το Ηιggs δεν έχει βρεθεί πειραματικά 3.Η συνεισφορά του Higgs στην Ενέργεια κενού -Vo=10 49 Gev/cm 3 ενώ πυκνότητα ενέργειας σύμπαντος ρ= GeV/cm 3 Οι βαθμοί ελευθερίας διατηρούνται (2 για τα φ1, φ2 πεδία, 2 για το άμαζο ανυσματικό πεδίο)  (1 για το πεδίο h, 3 για το μάζικό Ανυσματικό πεδίο) Προβλήματα

16 Coupling constants Ηλεκτρομαγνητική - Ασθενής Απειρισμοί : λύνεται με Επανακανονικοποίηση Συνεπώς το α=1/137 μετρούμενο δεν είναι το πραγματικό  Πόλωση του κενού Για αποστάσεις πολύ κοντα στο e, α  αυξάνεται εξαιρετικά Οι σταθερές ζεύξης ΔΕΝ ειναι σταθερές

17 Confinement  Η πιθανότητα να γίνει αδρόνιο = 1  Δεν παρατηρούνται ελεύθερα Quarks Μικρές ενέργειες, μεγάλες αποστάσεις  α αυξάνεται  1 Μεγάλες Ενέργειες, μικρές αποστάσεις  α  0 :Ασυμπτωτική Ελευθερία Τα quarks συμπεριφέρονται ως ελεύθερα σωμάτια Ισχυρή

18 Για Μ=Q 2 = GeV Ενοποίηση Τετοιες ενέργεις -θερμότητες υπήρχαν sec μετά τη μεγάλη έκρηξη

19 Πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο Ενοποίηση σταθερών ζεύξης Θεωρίες βαθμίδας μεγάλης ενοποίησης : SU(5) : 24 γεννήτορες Υπερσυμμετρία Για κάθε σωματίδιο εισάγει και το υπερσυμμετρικό του Θεωρίες υπερχορδών Η ομάδα SU(5) να περιλαμβάνει όλες τις αλληλεπιδράσεις Εισαγωγή παραπάνω διαστάσεων  συμμετρία  περιλαμβάνει και τη βαρύτητα

20 Βιβλιογραφία Σωματιδιακή & Κοσμολογική Φυσική (Κων/νος Βαγιονακης) Σημειώσεις Καθηγητή ΕΜΠ Γ. Ζουπάνου Διαλέξεις Dr. A. Pich στο CERN Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων (Π. Τσιλιμίγκρας) Και πολύ google!


Κατέβασμα ppt "Το καθιερωμένο πρότυπο στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων Παπαγιαννόπουλος Γιάννης ΕΜΠ, ΣΕΜΦΕ «Σεμινάριο Φυσικής» Επιβλέπων Καθηγητής: Ζουπάνος Γιώργος."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google