1 / 32

Eerste resultaten van de Large Hadron Collider op CERN

Eerste resultaten van de Large Hadron Collider op CERN. Paul de Jong, UvA en Nikhef Viva Fysica 2011. 20 November 2009: de LHC is “back in business” 23 November 2009: eerste p-p botsingen 14 December 2009: p-p botsingen 1.18 + 1.18 TeV

ahmed-johnson
Download Presentation

Eerste resultaten van de Large Hadron Collider op CERN

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Eerste resultaten van de Large Hadron Collider op CERN Paul de Jong, UvA en Nikhef Viva Fysica 2011

  2. 20 November 2009: de LHC is “back in business” 23 November 2009: eerste p-p botsingen 14 December 2009: p-p botsingen 1.18 + 1.18 TeV 30 Maart 2010: p-p botsingen 3.5 + 3.5 TeV April-oktober 2010: p-p run 8 November 2010: Pb-Pb botsingen ~ 1 miljard p-p botsingen geregistreerd 2

  3. Pakketjes van 1011 protonen Oktober 2010: 348 + 348 pakketjes (Later: 2808 + 2808) Injektie in de LHC: 450 GeV Versnellen tot 3.5 TeV (later: 7 TeV) Cruciale parameter: luminositeit Doel 2010: 1032 cm-2 s-1  Doel bereikt Piek luminositeit 105 3

  4. Proton pakketjes: naald Dipolen, quadrupolen, versnel-elementen Bundels samenknijpen bij interaktie-punten 4 interaktie-punten 4 grote detectoren 4

  5. ATLAS experiment 6 25 m 174 instituten/universiteiten uit 38 landen

  6. Het Standaard Model Materie deeltjes Kracht deeltjes Higgs deeltje 8

  7. Een (anti)proton is een zak quarks en gluonen (partonen) Een harde pp botsing: botsing tussen partonen Typisch 2 a 3 p-p botsingen per “bunch crossing” Meeste botsingen “soft”: schampschoten Slechts een fractie is interessant (Higgs: 1 : 1010) Energie per botsing = 2P√(x1x2) 9

  8. N = L . s N = # events L = luminositeit s = werkzame doorsnede Totaal (“soft”) 2010: ~ 106 p-p botsingen / sec “Trigger”: real time selectie ~ 300 botsingen/sec geregistreerd (450 Mbyte/sec naar disk) W,Z bosons Top quarks Higgs 10

  9. 11 2010: ~ 5000 Tbyte data Gekopieerd naar 10 grote analyse centra (o.a. Nikhef/SARA, Amsterdam Science Park) Verdere distributie naar instituten data analyse op PC’s en laptops

  10. 12 Energie in calorimeters Sporen van Geladen deeltjes Muon spoor

  11. Inner Tracker p+ Ks Kaon ontdekking: 1947 p- Detectie van geladen deeltjes Pixel detector (80M kanalen, 50x400 μm) Silicon strips (6M kanalen, 80 μm pitch) TRT (350k kanalen) Impuls meting in 2 T magnetisch veld 1 m 13

  12. Signalen van p0 g sinds1950 p0 g Calorimeter 14 Electromagnetisch: Liquid Argon sampling calorimeter Hadronisch: Staal + scintillator 8m

  13. 15 Harde botsingen: “jets”

  14. Muon Spectrometer 16 • Muon spectrometer: • muon kamers • 350k drift buizen • (“air core” toroidaal veld 0.5 T) • Ontworpen voor TeV muonen Physics signals show up! Z boson CERN, 1983 Mass: 91.19 GeV Marcel Vreeswijk (Nikhef/UvA-IoP)

  15. m+ ? mass m- Muon-muon resonanties ? 1963 1960 1974 1977 1983 Z werkzame doorsnede in nieuw domain=7TeV Invariante massa van 2 muonen Marcel Vreeswijk (Nikhef/UvA-IoP) 17

  16. m q W n m g q’ n Missing Transverse energy W bosonen Transverse W mass: W decays to muon + (unseen) neutrino. • Missing transverse energy. 18 ~ 250000 verzameld in 2010

  17. 19 Top quarks Top quark Ontdekt in 1995 Zwaarste deeltje ooit, 173 GeV Expected signature: EtMiss 2 leptons 2 b jets Marcel Vreeswijk (Nikhef/UvA-IoP)

  18. Top quarks Van >109 botsingen tot ~500 ttbar events! 20

  19. 21 top quarks: theorie & experiment Tevatron @ Fermilab: ~ 4000 top quark events LHC haalt Tevatron in 2011 in: top quark eigenschappen, massa, produktie

  20. Zoeken naar nieuwe deeltjes Eerdere resultaten van zoektochten van: LEP: e+e- , √s = 200 GeV (CERN) Tevatron: p anti-p, √s = 2 TeV (Fermilab) Is 7 maanden LHC competitief met 25 jaar Tevatron? Geintegreerde luminositeit: Tevatron: 10 fb-1 (verwacht 10000 events voor σ = 1 pb) LHC: 0.04 fb-1 (verwacht 40 events voor σ = 1 pb)  Ja, door de hogere energie 22

  21. Higgs deeltje: staat centraal in Standaard Model Standaard Model: unificatie zwakke / electromagnetische int. Higgs deeltje geeft massa aan Z en W deeltjes Maar Higgs massa zelf is onbekend! 23

  22. 2010: niet voldoende data uitsluiting 2011: betere vooruitzichten Bij absentie van signaal: exclude 130 GeV < mH < 400 GeV Bij signaal: ontdekking mogelijk voor 135 GeV < mH < 180 GeV 5 fb-1 nodig om gat met LEP te dichten ontdekking 24

  23. Jet-jet resonanties Gevoelig voor “excited quarks”: q* q + gluon Met 3.1 pb-1 zetten we een limiet op de massa van excited quarks: m(q*) > 1.53 TeV @95% CL (Tevatron: 0.8 TeV) 25

  24. Materie deeltjes Het Standaard Model Kracht deeltjes bosonen Higgs deeltje fermionen 26

  25. Supersymmetrie 27 ? bosonen fermionen sleptons gluinos neutralinos squarks

  26. Hoe zoeken we naar supersymmetrie bij de LHC? Simulatie!  In eerste instantie zoeken naar squarks en gluinos 28

  27. Vers van de pers: Som van energie van alle jets, leptonen en missende energie (GeV) Nog geen aanwijzingen voor squarks/gluinos in 2010 LHC data … Limieten overtreffen eerdere experimenten 29

  28. Pb Pb botsingen (November 2010) Pb: 82 protonen 126 neutronen Centrale botsing: Nucleonen “smelten” tot quark-gluon plasma Fase overgang in hadronische materie Vermoedelijk ook ~ 10-6 s na de oerknal 30

  29. 31 UvA studenten kunnen meedoen in de zoektocht! UvA volwaardig lid van ATLAS experiment Kansen voor: bachelor projekten master projekten zomerstudent op CERN promotieplaatsen -- meebouwen aan detektoren -- achter de knoppen zitten op CERN -- programmeren -- analyse van LHC botsingen

  30. Vooruitzichten: LHC werkt fantastisch, maar we zijn nog maar net begonnen! Nog veel meer data in de pipeline, bij hogere energie LHC run 2011: start 21 februari 2011 energie: 3.5 TeV of 4 TeV per bundel data sample 25 (of meer) keer zo groot als in 2010 waarschijnlijk ook 2012 2013: implementeren verdere beveiliging van magneten klaarmaken voor energie van 7 TeV per bundel >2014: lange LHC run met 7 TeV per bundel, veel luminositeit 18 maart: masterclass voor bovenbouw VWO, zie http://www.nikhef.nl bestuderen van echte LHC botsingen hands-on oefeningen 32

More Related