1 / 39

　　セ 　ル　 ン　　　　　　　　 エル エイチ シー C E R N と L H C 計画 と 　ヒッグス粒子

　　セ 　ル　 ン　　　　　　　　 エル エイチ シー C E R N と L H C 計画 と 　ヒッグス粒子. V5b, 2013.12.16 T. Kondo (KEK). 2012 年 7 月 4 日 ヒッグス粒子発見の発表 新聞 がトップ記事として伝えた. 2013 年 10 月 8 日. 2013 年 ノーベル物理学賞 受賞者 の発表. ピーター・ ヒッグス（イギリス）. フランソワ・アングレール （ベルギー）. 受賞理由：. 万物 に質量を 与える ヒッグス粒子 の 存在 を 理論的に 予言 した（ 1964 年 ） 。.

carla-reed
Download Presentation

　　セ 　ル　 ン　　　　　　　　 エル エイチ シー C E R N と L H C 計画 と 　ヒッグス粒子

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. 　　セ 　ル　 ン　　　　　　　　 エル エイチ シー C E R N とLH C 計画 と　ヒッグス粒子 V5b, 2013.12.16 T. Kondo (KEK)

  2. 2012年7月4日ヒッグス粒子発見の発表新聞がトップ記事として伝えた2012年7月4日ヒッグス粒子発見の発表新聞がトップ記事として伝えた

  3. 2013年10月8日 2013年ノーベル物理学賞受賞者の発表 ピーター・ヒッグス（イギリス） フランソワ・アングレール（ベルギー） 受賞理由： 万物に質量を与えるヒッグス粒子の存在を 理論的に予言した（1964年）。

  4. CERN(セルン）研究所 ・1954年に発足した。 ・加盟国：　ヨーロッパを中心にした21カ国 ・年間予算：　約1,000 億円 ・職員：　約2,500 人 ・ユーザー：　約10,000人（世界71カ国から） ・1990年　WWWを発明した。 ・15年かけてＬＨＣ加速器を建設し、現在運転中。

  5. ここに http://atlas.kek.jp/sub/video/CERN-MOVIE-2004-005_digest_oldPart.mov を貼り付ける。 CERNの昔の映像 （http://cdsweb.cern.ch/record/809062 より抜粋）

  6. LHC トンネル 27 km 実験装置 ATLAS CMS ALICE LHCb 計画承認 1994 建設完成 2008 建設費 ～１兆円

  7. LHC 加速器と実験装置 C M S ALICE トンネル周長　27km 設計値　　　　 達成値（%）2012.8.25現在 エネルギー 7+7=14 TeV8TeV (57 %) ルミノシティ 1034 cm-2s-1 7.7×1033 (77 %) 陽子数/バンチ 1.15×1011 1.6×1011 (139 %) ビームバンチ数2808 1380 (50 %) ATLAS LHCb

  8. CERN理事会における日本政府代表 CERN DG Chris Llewellyn Smith 与謝野文部大臣 ダルマ 1995年6月23日 に与謝野馨文部大臣がCERN理事会に出席し日本によるLHC建設協力を表明した（非加盟国の中では日本が最初）。その後も日本は資金協力を行い、総計138.5億円の建設資金協力を行った。 8

  9. 古河電気工業 新日本製鐵 東　芝 浜松ホトニクス （註）推定規模は、部分的な情報から推定しており、実際の契約額と相当にずれている可能性があります。 あくまでも企業の貢献の規模の目安にすぎません。＊印は日本による建設協力資金が使用された事を示す。

  10. LHC加速器の超伝導マグネット 1232台の超伝導マグネット（二極）を使って陽子ビームを曲げる。 磁場は8.33テスラ。 断面図 ・２つのビームパイプ。 ・1.9 K （-271℃）まで冷やす。

  11. 超伝導とは 金属を冷やしていくと電気 抵抗が突然ゼロになる現象 （1911年に発見された） 電気抵抗 温度 0 -265oC 超伝導の応用： ・ リニアモーターカー ・ 磁気共鳴画像（MRI） 大電流を流すことができる 強い磁場を作る 高いエネルギーの粒子を曲げる

  12. ここに http://atlas.kek.jp/sub/video/LHCMagnets.mov を貼り付ける。 LHCマグネット組立・設置とビーム （http://atlas.kek.jp/sub/video/LHCMagnetBeam.mov）

  13. 建設中のアトラス実験装置　2005年11月

  14. 東芝京浜工場で製造中の超伝導ソレノイド　1998年

  15. 回路組立 栃木セイコー シリコンセンサー 浜松ホトニクス フレキ回路基板 日本メクトロン（茨城県） 日本・英・米などで製造されたシリコン検出器

  16. ATLAS : 日本が担当者た検出器の例 端部ミューオントリガー装置 (日本＋イスラエル＋中国) つくば市 つくば市 神戸大学 セルンの地下実験ホール セルン地上

  17. CERNを利用するユーザーの国別分布（2011年6月27日現在）CERNを利用するユーザーの国別分布（2011年6月27日現在） 71カ国から 10482名 加盟国： 62 % オブザーバー国：29 %（日本 1.8 %） 　　国別順では アメリカ　1786 名 イタリア1406 名 ドイツ1220 名 ロシア　　 822 名 フランス905 名 イギリス732 名 　　・・・・・・ 　　・・・・・・ 日本　　　 190 名 男女別年齢分布 60歳代 20歳代 17

  18. 2008年9月10日 LHCで初めてビームの周回に成功した（世界に放映）。 この時のBBC映像は　http://cdsweb.cern.ch/record/1125916　にある（公開）

  19. LHCの運転状況（１日分） ビーム１の陽子数　　　ビーム２の陽子数　　　ビームのエネルギー 衝突実験中 入射時に失敗 ビーム加速と調整 4 TeVでトラブル発生 ビームダンプ ビーム入射 19

  20. 陽子ビームバンチの形状と衝突 0.3mm (衝突点では16 mm) 160億個の陽子 ～14 cm バンチ数は1380個 リング全体で44 兆個の陽子 衝突回数：毎秒２千万回 アトラス実験で観測された陽子バンチ衝突イベント 15個のpp衝突が見えている 20

  21. ここに http://atlas.kek.jp/sub/video/atlas-movie-japanese_digest.mov を貼り付ける。 日本語ナレーションのビデオ （http://www.atlas.ch/multimedia/atlas-movie-japanese.htmlより抜粋）

  22. 電子（e） 陽子（p） クォーク 水（H2O） 酸素（O） 中性子（n） クォーク 分子　　　　　　　原子　　　　　　　　素粒子

  23. d d d d クォークの不思議 u u u u u u ・　裸（単独）のクォークはない。 ・　電荷量が分数である。 　アップクォーク 　　　ダウンクォーク ・　強い力がクォーク間に働く。 陽子 中性子 パイオン

  24. 素粒子の標準模型 質量 mg=0 mg=0 mW=80 GeV mZ=91 GeV ヒッグス粒子のみ未発見だった。 24

  25. 自然界には４つの力が存在する 強い力 >電磁磁気力>弱い力>>>　　　重力 光・原子・分子・宝石・携帯電話・ 電波・雷・テレビ.. 落下りんご 月・太陽・星・・・体重 クォーク間に働き陽子を作る 太陽/星・放射能…... 力を伝える粒子 グルーオン　　　　　　光　　　　 　Ｗ粒子, Ｚ粒子　　(グラビトン) 　　　　質量 = 0質量 = 0 陽子の１００倍 （質量 = 0） これが質量の問題

  26. 太　　陽 核融合反応 陽子 +エネルギー + + 重水素 電子 ニュートリノ 陽子 弱い力

  27. 太陽内の核融合反応の実際 d d d d d u u u u u u u 陽子 重水素 陽子 W 電子 弱い力を 伝える粒子 ニュートリノ

  28. この５０年間物理学者を悩ませた問題： 電気を伝える光：質量はない！　（到達距離=無限大） しかし なぜWに質量があるのか？（到達距離=非常に短い） d u d W 電子 弱い力を 伝える粒子 ニュートリノ

  29. CERNのT-shirt (お土産グッズ） 自発的対称性の破れ (1959) 南部陽一郎 2008 1979 R.ブロウトF.アングレール, P.ヒッグス ヒッグスメカニズムの提案（1964) 標準理論の方程式 ヒッグス場（赤い部分）がないと 素粒子が質量を持てない。 S.ワインバーグ A.サラム 電弱理論 の提案（1967） 29

  30. 高温の宇宙 光 u W 光速(c=30万km/秒) 光 冷えた現宇宙 H u H H H H H H H H H H H W H ヒッグス場の海 （弱い力の海） H H H H

  31. 2012年7月4日　CERNはヒッグス粒子（らしきもの）を観測したと発表2012年7月4日　CERNはヒッグス粒子（らしきもの）を観測したと発表 ここに http://atlas.kek.jp/sub/video/CERN-MOVIE-2012-110_digest.mov を貼り付ける。 （http://cdsweb.cern.ch/record/1462525より抜粋）

  32. 見つかったヒッグス粒子の候補イベント H->Z Z -> m m mm ４本のミュー粒子（赤線）が発生してる。 H -> g g ２つのガンマ線が発生してる。 https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/EventDisplaysFromHiggsSearchesを参照

  33. ヒッグス粒子さがしの現状 アトラス実験チームの結果 CMS実験チームの結果 　　観測されたイベント数 ヒッグス粒子の質量 [GeV] ヒッグス粒子の質量 [GeV] [公式発表] ２つの実験チームはヒッグス粒子とみられる新粒子を質量125～126 GeV付近に観測した。

  34. 力の統一= 物理学者の夢 現在 17世紀 19世紀 20 世紀 量子色力学 強い力 磁気力 大統一? マックスウエル 電磁気力 電気力 電弱理論 ? ヒッグス…… 弱い力 弱い力 地上重力 重力 一般相対論 ニュートン 天体重力 高いエネルギー 宇宙のはじめ 34

  35. 外側の星ほどゆっくり動くべき（A）なのに 同じ速度（B）で動いている　! →　10倍の暗黒物質が必要

  36. 重力レンズ効果 銀河クラスターの衝突 銀河の回転速度 暗黒エネルギー 暗黒物質 銀河クラスターの運動 LHCで発見 されるかも 光を出す通常物質 ３°Ｋ宇宙背景輻射 我々の宇宙の４％しか理解してない！ 36

  37. 宇宙の歴史 LHCで10-12秒後までさかのぼる！ １ １兆 現在 137億年前　 　　秒　　　　　　　　　30万年 宇宙が透明になった 37

  38. これから ・ヒッグス粒子の性質をさらに詳しく調べ上げる。 ・ 2013-14年はLHC加速器を修理して衝突エネルギーを7+7=14 TeVに上げる。 ・超対称性粒子や暗黒物質の探索を続ける。 ・ LHCは2023年頃に輝度を上げ2035年まで運転する。 ・　並行して周長80~100kmの VHE-LHC加速器を検討する。

  39. 日本語のウエブサイト http://atlas.kek.jp には、発表・解説・写真・ムービー・記録・報道・歴史などの数多くのリンク先が載っていて便利です。

More Related