Καλώς Ήρθατε στο CERN! Χρήστος Λαζαρίδης University of Wisconsin-Madison

Γνωριμία με το CERN 2 Πότε δημιουργήθηκε; : Πρώτες προσπάθειες δημιουργίας Ευρωπαϊκού κέντρου έρευνας στη Φυσική 1952: Ίδρυση Ευρωπαϊκού Συμβουλίου για την Πυρηνική Φυσική (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire - CERN) υπό την αιγίδα της UNESCO, με έδρα τη Γενεύη. Ιούλιος 1953: 6η σύνοδος του Συμβουλίου στο Παρίσι και υπογραφή σύμβασης ίδρυσης του Ευρωπαϊκού Οργανισμού για την Πυρηνική Φυσική (European Organization for Nuclear Research) 1954: Επίσημη επικύρωση της σύμβασης από τα πρώτα 12 κράτη μέλη (Βέλγιο, Γαλλία, Γερμανία, Γιουγκοσλαβία, Δανία, Ελλάδα, Ελβετία, Ιταλία, Μεγάλη Βρετανία, Νορβηγία, Ολλανδία και Σουηδία) Στις 10 Ιουνίου του 1955 ο Felix Bloch, πρώτος Γενικός Διευθυντής του CERN τοποθετεί την θεμέλια πλάκα στο χώρο του εργαστηρίου, παρακολουθούμενος από τον Max Petitpierre, τότε Πρόεδρο της Ελβετικής Συνομοσπονδίας

Γνωριμία με το CERN 3 Που βρισκόμαστε; Επιταχυντής LHC Αεροδρόμιο Γενεύης Γενεύη Επιταχυντής SPS Βρισκόμαστε εδώ Κύρια τοποθεσία CERN (Meyrin) Δεύτερη τοποθεσία CERN (Prevessin)

Γνωριμία με το CERN 4 Το CERN σε αριθμούς ~3000 προσωπικό ~9500 χρήστες Προϋπολογισμός (2009) 1100 MCHF ~3000 προσωπικό ~9500 χρήστες Προϋπολογισμός (2009) 1100 MCHF 20 κράτη-μέλη:20 κράτη-μέλη: Αυστρία. Βέλγιο, Βουλγαρία, Τσεχία, Δανία, Φινλανδία, Γαλλία, Γερμανία, Ελλάδα, Ουγγαρία, Ιταλία, Ολλανδία, Νορβηγία, Πολωνία, Πορτογαλία, Σλοβακία, Ισπανία, Σουηδία, Ελβελία και Ηνωμένο Βασίλειο 1 κράτος υποψήφιο για ένταξη:1 κράτος υποψήφιο για ένταξη: Ρουμανία 8 παρατηρητές στο συμβούλιο:8 παρατηρητές στο συμβούλιο: Ινδία, Ισραήλ, Ιαπωνία, Ρωσία, ΗΠΑ, Τουρκία, η Ευρωπαϊκή επιτροπή και η Unesco 20 κράτη-μέλη:20 κράτη-μέλη: Αυστρία. Βέλγιο, Βουλγαρία, Τσεχία, Δανία, Φινλανδία, Γαλλία, Γερμανία, Ελλάδα, Ουγγαρία, Ιταλία, Ολλανδία, Νορβηγία, Πολωνία, Πορτογαλία, Σλοβακία, Ισπανία, Σουηδία, Ελβελία και Ηνωμένο Βασίλειο 1 κράτος υποψήφιο για ένταξη:1 κράτος υποψήφιο για ένταξη: Ρουμανία 8 παρατηρητές στο συμβούλιο:8 παρατηρητές στο συμβούλιο: Ινδία, Ισραήλ, Ιαπωνία, Ρωσία, ΗΠΑ, Τουρκία, η Ευρωπαϊκή επιτροπή και η Unesco Ποίοι εργάζονται στο CERN;

Γνωριμία με το CERN 5 Κατανομή χρηστών βάσει εθνικότητας

Γνωριμία με το CERN 6 Αποστολή του CERN Η σχεδίαση και κατασκευή επιταχυντών και ανιχνευτών για τη μελέτη της Φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων Γιατί; Η σωματιδιακή Φυσική μελετά την ύλη στις μικρότερες διαστάσεις της ΕπιταχυντέςΜικροσκόπιαΟπτικά και ΡαδιοτηλεσκόπιαΚυάλια

Γνωριμία με το CERN 7 Συστατικά στοιχεία της ύλης Άτομο (μέγεθος ~ μέτρα) Πυρήνας (μέγεθος ~ μέτρα) Πρωτόνιο (μέγεθος ~ μέτρα) Κουάρκ (μέγεθος < μέτρα) Ηλεκτρόνια

Γνωριμία με το CERN 8 Περιοδικό σύστημα θεμελιωδών σωματιδίων Όλη η ύλη που βλέπουμε γύρω μας, έχει δημιουργηθεί μόνο από σωματίδια 1 ης γενιάς! Κουάρκ Λεπτόνια 1 η Γενιά 2 η Γενιά 3 η Γενιά

Γνωριμία με το CERN 9 Οι δυνάμεις στη φύση

Γνωριμία με το CERN 10 Πως γίνονται τα πειράματα 3) Προσδιορισμός των παραγόμενων σωματιδίων με Ανιχνευτές 1) Δημιουργία πολύ ενεργητικών σωματιδιών (επιταχυντές) 2) Σύγκρουση σωματιδίων (συνθήκες της Μεγάλης Έκρηξης – Big Bang) E = mc 2 Ανιχνευτής

Γνωριμία με το CERN 11 Το σύμπλεγμα επιταχυντών του CERN

Γνωριμία με το CERN 12 LHC: Μεγάλος Συγκρουστήρας Αδρονίων Ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων που έχει κατασκευαστεί Κατασκευάστηκε σε μια σήραγγα 100 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης 27 χιλιόμετρα περιφέρεια 1600 υπεραγώγιμοι μαγνήτες Λειτουργία στους ο C Θερμοκρασία ψυχρότερη του διαστήματος 96 τόνοι υγρού ηλίου απαιτούνται για την ψύξη

Γνωριμία με το CERN 13 LHC: Μεγάλος Συγκρουστήρας Αδρονίων 14 TeV ενέργεια σύγκρουσης –Τα πρωτόνια ταξιδεύουν με ταχύτητα % της ταχύτητας του φωτός – δευτερόλεπτα για μια περιφορά –11000 περιφορές το δευτερόλεπτο

Γνωριμία με το CERN 14 Τα 4 πειράματα του LHC CMS ATLAS LHCb

Γνωριμία με το CERN 15

Γνωριμία με το CERN 16 Ανίχνευση σωματιδίων Μιόνια Ηλεκτρόνια Φορτισμένα αδρόνια (π.χ. πιόνια) Ουδέτερα αδρόνια (π.χ. νετρόνια) Φωτόνια Εγκάρσια τομή πειράματος CMS Ανιχνευτής τροχιών Ηλεκτρομαγνητικό καλορίμετρο (θερμιδόμετρο) Αδρονικό καλορίμετρο (θερμιδόμετρο) Υπεραγώγιμος σωληνοειδής μαγνήτης Θάλαμοι ανίχνευσης μιονίων

Γνωριμία με το CERN 17 Καταγραφή δεδομένων Κάθε δέσμη πρωτονίων έχει 100 δισ. πρωτόνια Οι δέσμες συναντώνται 40 εκατ. φορές το δευτερόλεπτο Αναμένονται 20 συγκρούσεις κάθε φορά –800 εκατ. συγκρούσεις το δευτερόλεπτο Μετά από φιλτράρισμα, κρατάμε 100 συγκρούσεις κάθε δευτερόλεπτο Η πληροφορία κάθε σύγκρουσης, ψηφιοποιημένη, χρειάζεται περίπου 1ΜΒ αποθηκευτικού χώρου –10 10 συγκρούσεις το χρόνο –10 petabytes αποθηκευτικού χώρου/έτος 1 Megabyte (1MB) Μια ψηφιακή φωτογραφία 1 Gigabyte (1GB) = 1000MB Μια ταινία DVD 1 Terabyte (1TB) = 1000GB Παγκόσμια ετήσια παραγωγή βιβλίων 1 Petabyte (1PB) = 1000TB Ετήσια παραγωγή πληροφορίας ενός απο τα πειράματα του LHC 1 Exabyte (1EB) = 1000 PB Παγκόσμια ετήσια παραγωγή πληροφορίας CMSLHCbATLASALICE

Γνωριμία με το CERN 18 GRID – Πλέγμα Υπολογιστών To LHC computing grid (πλέγμα υπολογιστών) είναι η λύση που σχεδιάστηκε για τις αυξανόμενες απαιτήσεις των πειραμάτων του LHC σε υπολογιστική ισχύ και αποθηκευτικό χώρο Οι υπολογιστές που ανήκουν στο GRID μοιράζονται –Επεξεργαστική ισχύ –Πληροφορίες –Αποθηκευτικούς χώρους –Βάσεις δεδομένων –Εφαρμογές

Γνωριμία με το CERN 19 World Wide Web Η πρώτη σελίδα που βγήκε online: –Ο παγκόσμιος ιστός δεδομένων (World Wide Web) επινοήθηκε to 1989 από ένα φυσικό, τον Tim Berners-Lee, εδώ στο CERN, για να καλύψει τις ανάγκες των φυσικών παγκοσμίως για ανταλλαγή πληροφοριών και γνώσεων

Γνωριμία με το CERN 20 Τα μεγάλα ερωτήματα Γιατί έχουμε τρεις γενιές σωματιδίων; Υπερσυμμετρία; Υπάρχει το μποζόνιο Higgs; Ποιά η διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης; Ποιά η προέλευση της σκοτεινής ύλης;