270 likes | 395 Views
Niels Bohr Institutet. CERN’s 50 års jubilæum og Det Internationale Fysikår. CERN’s 50 års jubilæum Thomas Kittelmann og Katrine Facius Niels Bohr Institutet. Det mindste i det største. De mindste byggesten – et indblik i naturens mest fundamentale skala
E N D
Niels Bohr Institutet CERN’s 50 års jubilæum og Det Internationale Fysikår
CERN’s 50 års jubilæum Thomas Kittelmann og Katrine Facius Niels Bohr Institutet
Det mindste i det største De mindste byggesten – et indblik i naturens mest fundamentale skala Fra Big Bang til nu - det moderne verdensbillede Hvor har vi vores viden fra? Hvad bringer fremtiden?
3·102 K Liv Mennesket 100 m Virus 10-6 m 103 K Planeter Molekyle 10-9 m Atom 105 K Stjerner 10-10 m Atomkerne 10-14 m 1011 K Neutron Stjerner Proton 10-15 m 1015 K Galakse Centre Kvark Big Bang 1030 K < 10-19 m Temperatur 0 K Kosmisk Zoom
e- n Standardmodellen p+ u c t up charm top s d b down bottom strange n ne n t m m-neutrino t-neutrino e-neutrino e t m muon tau electron II III e e νe νe d c b Men det er ikke alle de stoflige partikler… … for hver partikel er der også en antipartikel! Elektronen (e-) har positronen (e+) som antipartikel. Til quarken u (ladning 2/3) hører en anti-u med ladning -2/3. ... Antipartikler annihilerer med partikler! u og d quarkerne samt elektronen bærer elektrisk ladning (Q) Qe = -1 (bruges som standard enhed) Qu = 2/3 Qd = - 1/3 Protonen består af u-u-d (2/3+2/3-1/3) Neutronen består af u-d-d (2/3-1/3-1/3) Atomer består af protoner, neutroner og elektroner Neutrinoen – den hemmelige partikel Opdaget i beta-henfald: II og III familie ekstremt ustabile… Quark Men hvordan holdes partiklerne sammen i fx protoner og neutroner? νe Lepton Slet ikke så ualmindelig! Sol-flux: 1011 / cm2 / sekund Materiens familier I
Standardmodellen g gluon g foton W W boson Z Z boson Den stærke kernekraft Elektromagnetiske kraft Den svage kernekraft (kendt fra b-radioaktivitet: n → p+ + e- + ν) stofpartikel kraftbærer stofpartikel
Tyngde kraften Standardmodellen u c g t gluon up charm top g s d b down bottom strange foton n ne n W t m m-neutrino t-neutrino e-neutrino e t W boson m Z muon tau electron Z boson I II III Higgs Boson Higgs Boson? stofpartikel kraftbærer stofpartikel Quark Lepton Kraftoverfører Materiens familier
The Big Bang Efter 10-34 sek er temperaturen faldet til 1027 grader Inflationen stopper - De stærke kernekræfter opfører sig forskelligt fra de svage kernekræfter og elektromagnetismen. Grand Unification ophører
The Big Bang Efter 10-10 sek er temperaturen faldet til 1015 grader De svage kernekræfter begynder at opfører sig forskelligt fra de elektromagnetiske kræfter.
The Big Bang Efter 10-4 sek er temperaturen faldet til 1010 grader Det er blevet så koldt at kvarkerne kan danne protoner og neutroner. Men det er stadig for varmt til at de kan samle sig til atomkerner
The Big Bang Efter 100 sek er temperaturen faldet til 109 grader Protoner og neutroner kan samle sig til lette atomkerner. Men det er stadig for varmt til at elektronen kan binde sig til atomkerner.
The Big Bang Efter 300.000 år temperaturen faldet til 6000grader Elektronen kan binde sig til atomkerner til atomer. Der er så langt mellem atomerne at lyset kan passere uhindret gennem rummet.
The Big Bang Efter 1.000.000.000 år er temperaturen faldet til 18grader Galakser dannes og de tunge grundstoffer dannes i stjerner og supernovi
- at støde en partikel ind i en anden og observere karakteristika ved kollisionen - at annihilere to partikler og skabe nye fra den energi der er frigjort 2 E=mc Den Partikelfysiske Metode For at udforske det allermindste er der to metoder
Partikel accelerator-laboratorier CERN - Geneva, Schweiz Large Electron-Positron collider e- e+ kvarker muoner fotoner
Standardmodellen u c t ? up charm top Quark s d b ? down bottom strange n ne n ? t m m-neutrino t-neutrino e-neutrino Lepton e t m ? muon tau electron Materiens familier I II III Måling af antallet af neutrinotyper
Symmetrier – er der en symmetri mellem stofpartikler og kraftoverførende partikler (Supersymmetri) Masse – Hvad er den egentlige baggrund for masse – Higgs? Gravitationskraften… Stof-antistof asymmetri, stof-domineret univers... ... Superstrenge? Ekstra dimensioner? Åbne Spørgsmål mørkt stof
Mulighederne for at opdage nye ting ved LHC er enorme Eksperimenter med deltagelse fra København ved LHC
Partikelfysikkens standardmodel og Big Bang kosmologi fungerer godt, men der er mange åbne spørgsmål. Vi har et perfekt eksperimentel program for de næste 15 år som giver mulighed for at besvare de åbne spørgsmål. En ny højenergetisk e+e- lineær kollider er ved at blive designet som supplement til LHC. Opsummering og fremsyn
Der har aldrig været et så spændende tidspunkt i partikelfysikken, og mulighederne er enorme for de som vil udnytte dem. Dette slideshow og mere info om CERN:http://hep.nbi.dk/cern50