1 / 37

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı

?. Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN CERN Türk Öğretmenler Programı 23-27 Şubat 2014. Maddenin en küçük öğesi bulunmadan insan evreni asla anlayamaz . Plato. Büyük Patlama’dan sonra evrenimiz bir parçacık kadar küçüktü.

cora
Download Presentation

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı

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. ? Güncel sorunlarveçözümarayışı • Sezen Sekmen CERN • CERN TürkÖğretmenlerProgramı23-27 Şubat2014

  2. Maddenin en küçük öğesibulunmadaninsanevreniaslaanlayamaz. Plato

  3. BüyükPatlama’dansonraevrenimizbirparçacıkkadarküçüktü.BüyükPatlama’dansonraevrenimizbirparçacıkkadarküçüktü.

  4. … veevrenimizingelişimiparçacıklarveonlarınetkileşimiyle doğrudan bağlantılıdır.

  5. Atomun içineyolculuk Temel parçacık 1897 çekirdek 1911 1808 1918 (1932) 1964 Temel parçacık

  6. Sonratuhafparçacıklargörünmeyebaşladı • Pozitronlar (positifelektronlar) • Muonlar (daha ağır elektronlar • Nötrinolar (yüksüzelektronlar) • Çeşitlimezonlar (2 kuarktanoluşur) vebaryonlar (3 kuarktanoluşur) • Ve butuhafparçacıklarbize Standart Model’Igetirdi.

  7. STANDART MODELtemel parçacıklarveetkileşimlerhakkındakibütünbilgimiziiçerenbirkuramlarbütünüdür. Force carriers • Her kuarktan3 renk. • Her parçacık içinbirkarşıparçacık • Etkileşimlerkuvvettaşıyıcıparçacıklarlayönlendirilirler • Toplamda60 parçacık (ayrıca Higgs) Standart Model doğrudur, ancakeksiklerivardır.

  8. Ya SM ileuyuşmayanbeklenmedikbirgözlemyapacağızvegözlemegöreyenibirkuramoluşturacağız… Ya da SMineksiklerindençıkıpyenikuramlarbularakonlarınizleriniaraştıracağız.

  9. Standart Model doğrudur – doğruluğu deneylercekanıtlandı. Ancak SM eksiktir. Açıklayamadığışeylervardır. Dünyadüzdür. Dünyayuvarlaktır. Bakışaçımızıgenişletmemizgerekiyor. Bu konudaStandartModel’ineksikleribizeyardımcıolacak!

  10. SM eksikleri:Kütlesorunu • Parçacıklara kütlesini verennedir? • Neden farklıparçacıklarfarklıkütleleresahiptirler? • Çözüm:

  11. SM eksikleri:Çeşnisorunu Neden herşeyiaynı, ancaksadecekütlelerifarklıolan3 parçacık ailesivardır?

  12. SM eksikleri: Neden kütleçekimkuvvetidiğerlerindenfarklıdır? Tüm kuvvetlerianlatacakolanbirleşik tekkuramnedir? Elektromanyetik Zayıf Güçlü Kütleçekim

  13. SM eksikleri:Madde-karşımaddeasimetrisi Evrenin başlangıcındamaddevekarşımaddeeşitmiktarlardaüretilmişlerdi. Fakatdahasonramaddenin karşımaddeyetercihedilmesinisaplayanbirolaygerçeklesti. Sonramaddevekarşımaddebirbiriniyoketti. Geriyebirazmaddekaldı. Neden? Kalanmaddebizlerioluşturdu.

  14. SM eksikleri:Karanlıkmaddevekaranlıkenerjinedir? Neden yapılmışlardır? Evrenin içeriği: %4görünenmadde %23karanlıkmadde %73karanlıkenerji

  15. SM eksikleri:Karanlıkmadde Karanlık maddenin varolduğunadairdolaylı deneyselkanıtasahibiz, ancakkaranlık maddenin doğasınıhenüzbilmiyoruz. Karanlıkmaddebüyükihtimalleparçacıklardanoluşmaktadır.

  16. SM eksikleri:Karanlıkenerji Karnlıkenerjievrendekivakumlabağlantılıbirenerjiformudur. Evrende homojenolarakdağılmıştırveevrenin genişlemesindensorumludur.

  17. Ne yapıyoruz? • StandartModel’Ikapsayan, ancakeksiklerine de tamamlayıcıçözümleröneren yeni fizikkuramlarıoluşturuyoruz. • Bu kuramlarçoğunluklayeni parçacıkların varlığınıöngörüyor. • Öngörülenparçacıkları LHC verilerindearıyoruz.

  18. Adaykuram:Süpersimetri Süpersimetri (SUSY) fermionlar vebozonlararasında – ya da maddevekuvvetarasındabirsimetridir. Yeni parçacıkların varlığınıöngörür. Bilinen her SM parçacık içinspinifarklıvedaha ağır birs(üper)parçacıkbulunduğunusöyler.

  19. Adaykuram:Ek boyutlar Uzayda 3ten fazlaboyutolabilir. Ek boyutlarküçük vekıvrılmışolabilirler. Bu türboyutlarınvarlığıparçacıkların etkileşimlerinideğiştirebilir. Meselaekboyutlarıniçerisinegirildiğindekütleçekimkuvvetiartar.

  20. LHC’de yenifizikarıyoruz… amaufakbirsorunvar:

  21. LHC’de yenifizikarıyoruz… amaufakbirsorunvar: Ne aradığımızıbilmiyoruz!

  22. LHC’de yenifiziknasılararız? • Öncelikle SMninbaskınolduğu final durumlardaölçümleryaparızveride SM öngörüsünegörebirfarkolupolmadığınabakarız. Şimdiyekadarfarkgörmedik. • Yenifizikkuramlarıarasındansevdiğimizbirinialırız. • Adaykuramıngenelkarakteristiklerinibelirleriz, vebukarakteristiklerarasındaSMdenayırtediciolanlarıbuluruz. • LHC verilerıarasındanbukarakteristikleresahipolanolaylarıseçeriz. • Seçimdenkaçtane SM olaygeçmişolabileceğinihesaplarız. • Hesaplanan SM miktarınıseçilmişverilerlekarşılaştırırızvefarkçıksındiyeumutederiz. • Eğer farkçıkarsadeğişikkanallarda ölçümyaparakyeniparçacığıtanımayaçalışırız. • Eğer farkçıkmazsaveridefazlalıköngörenyenikuramlarıdıştalarız.

  23. LHC’de ne kadar SM oluşur? Bunlarınyanısıra 107pb ile QCD ardalan var. QCD’de 2 ya da fazla jet oluşuyor.

  24. LHC’de ne kadaryenifizikoluşmasıbeklenir?

  25. Rezonanslar • Eğer ağır birparçacığınbozunduğutüm parçacıklarıdetektördegözleyebiliyorsak ağır parçacığıtanımlayabilirizvedeğişmezkütlesinihesaplayabiliriz(tıpkıHiggs’teolduğugibi) • SMÖ parçacıklardanbirçoğuSM parçacıklarabozunurve LHC’de varlıklarıaraştırılabilir. Önerilenparçacıklardançoğu 2 kuarkaya da 2 gluona (yanı 2 jete) bozunur. • LHC’de 2 jetlıolaylarıinceleyip2 jet değişmezkütledağılımında SM ileuyuşmazlıkararız.

  26. Süpersimetri araştırmaları • SUSY 100ün üzerindeserbestparametresiolanbirkuramdır. Çokfarklışekillerdeortayaçıkabilir: farklısüperparçacıkkütleleri, farklıtesirkesitleri, farklıdallanmaoranları… • Böylece SUSY LHC’de çokçeşitlişekillerdegörülebilir. • Ağır sparçacıklardahahafifsparçacıklara + SM parçacıklarabozunabilirveçokmiktardaveçeşitlilikteparçacıklargörülebilir. • Çokjetli, çok b kuarklı, çok t kuarklı, çokleptonlu final durumlarınherhangibirinde SUSY izlerinerastlayabiliriz. • KlasikSUSYnin en belirginözelliğiağır, bozunmayan, yüksüzvedetektördegözlenemeyenparçacıklarasahipolmasıdır. Her SUSY olayındabuparçacıklardanmutlakabulunur. Bu parçacıklarkaranlıkmaddeadayıdır. • Görünmeyenparçacıklarıgörmeyeçalışırız.

  27. Kayıpdikeyenerji (missing transverse energy) • Bazı parçacıklardetektör ileetkileşmedendetektördençıkarlar. Bu parçacıkların varlığınıeksik enerjidenanlarız. • Enerji/momentum korunumuyasasınagörene kadarenerji/momentum ilebaşlamışsaksonuçta o kadarenerji/momentum görmemizgerekir. Eğer denklikbozulmuşsadetektördenkaçanparçacıklarolduğunuanlarız. • FAKAT – proton yönünde ne kadarenerjiolduğunubilemeyiz, çünküetkileşimigerçekleştirenkuarkvegluonlar proton enerjisininsadecebirkısmınıtaşırlar. • Ancakçarpışmayadikdüzlemdebaşlangıçtatoplam E, p sıfırdırvesonuçta da sıfırolmasıgerekir. • Olaydagözlemlediğimiztüm parçacıkların momentumlarındanfarkıhesaplayabiliriz:

  28. Kayıpdikeyenerji (missing transverse energy) FAKAT – kayıpenerjigörmemizmutlakakaçakparçacıkvardemekdeğildir. Detektördekiölçüm belirsizlikleri de kayıpenerjiyesebepolur. Biz de gerçekkayıpenerjiyiçakmakayıpenerjidenayırtedecekyötemlerbuluruz.

  29. Doğrudan karanlıkmaddearamak SUSY ya da diğerkuramlaragöreLHCdedoğrudan da karanlıkmaddeüretebiliriz:

  30. Doğrudan karanlıkmaddearamak SUSY ya da diğerkuramlaragöreLHCdedoğrudan da karanlıkmaddeüretebiliriz: Bu görünmezolayıkuarktanışınanbir gluon jetiilegörünüryapabiliriz. LHCdetekjetliolaylarfazlalığıgörmekgörünmez parçacıkların doğrudan oluştuğunaişaretedebilir.

  31. Ağır, yüklü, uzunömürlüparçacıklar • Bazı kuramlarağır, elektrikyüklüveuzunömürlüparçacıklaröngörür. • Bu parçacıkarbozunmadan detektördengeçebilir, veyüklüolduklarıiçinmuonodalarındagörülebilirler. • Parçacıklarağırolduklarıiçinışıkhızındandüşükhızlarlayolalırlar. • Muondetektöründekisaatlerikullanarakparçacığıngeçişhızınıölçebiliriz, vemomentumbilgisini de kullanarakparçacığınkütlesinihesaplarız. = c/v

  32. LHC’de SM ötesiparçacıklaradına ne bulduk?

  33. …AMA yine de ilginçşeyleröğreniyoruz. Yenifiziksinyalininyokluğunukullanarakhangikuramların daha azolasıolduğunuaraştırıyoruz.

  34. …AMA yine de ilginçşeyleröğreniyoruz. Yenifiziksinyalininyokluğunukullanarakhangikuramların daha azolasıolduğunuaraştırıyoruz. Ve bubilgininışığında 14TeV içinyenianalizlertasarlıyoruz.

  35. KEEP CALM AND SEARCH ON

More Related