1 / 29

Štefan Olejník

Štefan Olejník. Odveká túžba po poznaní: Empedokles (5. stor. p.n.l.): zem, vzduch, oheň, voda, Leukippos, Demokritos (5.–4. stor. p.n.l.): hypotéza o atómoch. Súčasť ľudskej kultúry. Dozvedáme sa o raných štádiách vesmíru. Prirodzená zvedavosť .

miller
Download Presentation

Štefan Olejník

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. Štefan Olejník Deň otvorených dverí FÚ SAV

  2. Odveká túžba po poznaní: Empedokles (5. stor. p.n.l.): zem, vzduch, oheň, voda, Leukippos, Demokritos (5.–4. stor. p.n.l.): hypotéza o atómoch. Súčasť ľudskej kultúry. Dozvedáme sa o raných štádiách vesmíru. Prirodzená zvedavosť. Poznanie vlastností hmoty nám umožňuje ich využívať: pre dobré i zlé ciele. Objavy mimoriadneho ekonomic-kého a praktického významu. Technický pokrok a stimulácia priemyselného rozvoja: experi-menty si vyžadujú špičkové technológie, prístroje, počítače. Nečakané produkty: WWW. Prečo sa snažíme spoznať, z čoho sa skladá hmota? Deň otvorených dverí FÚ SAV

  3. Deň otvorených dverí FÚ SAV

  4. Grécki atomisti: predstava o atómoch ako nedeliteľných stavebných kameňoch hmoty. Objav jadra Ernestom Rutherfordom v roku 1911 Objav protónu (E. Rutherford, 1919) a neutrónu (J. Chadwick, 1932) Objav elektrónu (Thomson,1897) Predstava o kvarkoch (Gell-Mann, Zweig, 1964) a jej exp. potvrdenie (SLAC, 1969) Deň otvorených dverí FÚ SAV 4

  5. Dĺžkové škály atómové, jadrové a subjadrové Deň otvorených dverí FÚ SAV

  6. Svet našej každodennej skúsenosti: sa riadi zákonmi klasickej fyziky – Newtonovými zákonmi a Maxwellovou teóriu elektro-magnetizmu, je nerelativistický – rýchlosti telies sú zanedbateľné voči rýchlosti svetla, jednotky v sústave SI majú prirodzenú veľkosť. Femtosvet: je kvantový, riadi sa zákonmi kvantovej mechaniky, viaceré veličiny sú kvantované, jerelativistický, urýchlené elementárne častice sa pohybujú rýchlosťami blízkymi k rýchlosti svetla, jednotky v sústave SI súpreň nevhodné / nepraktické. Svet okolo nás vs. femtosvet Deň otvorených dverí FÚ SAV

  7. Jednotky Deň otvorených dverí FÚ SAV

  8. Moment hybnosti: Jednotkou momentu hybnosti je J.s. Spin je vnútorný moment hyb-nosti častíc. Nemá klasické vysvetlenie! Vhodnou jednotkou je ~ =1.055 £ 10-34 J.s . Spin je kvantovaný a môže sa rovnať iba celo- (0, 1, 2, ...) a poločíselným (1/2, 3/2, 5/2, ...) násobkom ~. Celočíselný spin majú bozóny. Poločíselný spin majú fermióny. Spin Deň otvorených dverí FÚ SAV

  9. Ktorá minca je ťažšia? B C A Deň otvorených dverí FÚ SAV

  10. Experimenty vo fyzike častíc: Rozptyl Deň otvorených dverí FÚ SAV 10

  11. Experimenty vo fyzike častíc: Nepružné zrážky a anihilácia Deň otvorených dverí FÚ SAV

  12. Čo potrebujeme na skúmanie vlastností častíc? • urýchľovač, • terčík, • detektory, • teória (predstava, s ktorou porovnávame výsledok experimentu). Deň otvorených dverí FÚ SAV

  13. Do 60. rokov 20. storočia: „fundamentálne“ častice utešene pribúdajú... Od 60. rokov 20. storočia: poriadok víťazí nad chaosom. Trocha histórie Deň otvorených dverí FÚ SAV

  14. „Mendelejevova“ tabuľka elementárnych častíc Deň otvorených dverí FÚ SAV

  15. Základné sily (interakcie) medzi časticami • Gravitačná interakcia: Pôsobí na všetky hmotné telesá, vo svete elementárnych častíc pri súčasných energiách nehrá dôležitú úlohu. • Elektromagnetická interakcia: V atómovej fyzike určuje vlastnosti elektrónového obalu atómov, viaže atómy do molekúl, závisia od nej vlastnosti tuhých látok, kvapalín a plynov. • Silná interakcia: Viaže k sebe neutróny a protóny v jadre, prekonáva elektromagnetické odpudzovanie medzi protónmi. Jadrová silná interakcia je dôsledkom interakcií medzi kvarkami. • Slabá interakcia: Zodpovedá za rádioaktívne tzv. -rozpady jadier, zapríčiňuje rozpad neutrónu, ako aj niektorých ťažkých kvarkov. Zohráva dôležitú úlohu aj v jadrových reakciách vo vnútri hviezd (napr. aj Slnka). Deň otvorených dverí FÚ SAV

  16. Nestačia nám tri častice? ? e p n p e Deň otvorených dverí FÚ SAV

  17. Dnešný zoznam stavebných blokov hmoty Deň otvorených dverí FÚ SAV

  18. Deň otvorených dverí FÚ SAV

  19. A čo ich interakcie? Deň otvorených dverí FÚ SAV

  20. Prenášače interakcií Deň otvorených dverí FÚ SAV

  21. Veľké nezodpovedané záhady fyziky častíc • Prečo existujú práve tri generácie leptónov a kvarkov? • Odkiaľ sa berú také rôzne hmotnosti častíc? • Sú všetky interakcie prejavom tej istej sily, je možné vymyslieť jednotnú „teóriu všetkého“? • Kde je Higgsov bozón? (Higgsov bozón, novinármi ospevovaná „božská častica“, je posledným chýbajúcim článkom dnešnej teórie; má mať spin 0 a je zdrojom hmotností fundamentálnych častíc.) • Existuje v prírode supersymetria (ktorá každému fermiónu priraďuje bozón s podobnými vlastnosťami a naopak)? • Sú všetky častice iba excitácie superstrún? • Prečo sa náš vesmír skladá prevažne z hmoty, kam sa podela antihmota? • Aká bola úloha neutrín vo vývoji vesmíru? • Je náš časopriestor naozaj štvorozmerný alebo existujú „skryté“ dimenzie? • Čo je tmavá hmota vo vesmíre a odkiaľ sa berie tmavá energia? Deň otvorených dverí FÚ SAV

  22. LHC – najväčší experimentálny komplex na svete Deň otvorených dverí FÚ SAV

  23. LHC – najväčší experimentálny komplex na svete Deň otvorených dverí FÚ SAV

  24. LHC – najväčší experimentálny komplex na svete Deň otvorených dverí FÚ SAV

  25. LHC – najväčší experimentálny komplex na svete Deň otvorených dverí FÚ SAV

  26. LHC – najväčší experimentálny komplex na svete Deň otvorených dverí FÚ SAV

  27. Čo by ste si mohli skúsiť zapamätať? • Svet elementárnych častíc je kvantový a relativistický. • Ak nechceme písať veľa núl, musíme si zvyknúť na iné jednotky. • V experimentoch sa častice prevažne zrážajú a pritom vznikajú nové; energia sa premieňa na hmotu a naopak. • V prírode existujú štyri základné sily. • Základné stavebné častice hmoty sú fermióny a existujú 3 ich generácie; každá generácia obsahuje po 2 leptóny a 2 kvarky. • Interakcie medzi časticami sprostredkujú bozóny. • Aj keď javom vo fyzike elementárnych častíc pomerne dobre rozumieme, ostáva veľa nezodpovedaných fundamentálnych otázok. • Časticová fyzika s príchodom LHC vstupuje do fascinujúceho nového obdobia – nové objavy sú za dverami! • Pre niekoho z vás je možno rezervované miesto na tabuli slávy. Deň otvorených dverí FÚ SAV

  28. 20?? - ??? 2008 - Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa 2004 - David J. Gross, H. David Politzer, Frank Wilczek 1999 - Gerardus 't Hooft, Martinus J.G. Veltman 1995 - Martin L. Perl, Frederick Reines 1992 - Georges Charpak 1988 - Leon M. Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger 1984 - Carlo Rubbia, Simon van der Meer 1982 - Kenneth G. Wilson 1980 - James Cronin, Val Fitch 1979 - Sheldon Glashow, Abdus Salam, Steven Weinberg 1976 - Burton Richter, Samuel C.C. Ting 1969 - Murray Gell-Mann 1968 - Luis Alvarez 1965 - Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger, Richard P. Feynman 1963 - Eugene Wigner 1961 - Robert Hofstadter 1960 - Donald A. Glaser 1959 - Emilio Segrè, Owen Chamberlain 1957 - Chen Ning Yang, Tsung-Dao Lee 1955 - Willis E. Lamb, Polykarp Kusch 1951 - John Cockcroft, Ernest T.S. Walton 1950 - Cecil Powell 1949 - Hideki Yukawa 1948 - Patrick M.S. Blackett 1945 - Wolfgang Pauli 1943 - Otto Stern 1939 - Ernest Lawrence 1936 - Victor F. Hess, Carl D. Anderson 1935 - James Chadwick 1933 - Erwin Schrödinger, Paul A.M. Dirac 1932 - Werner Heisenberg 1929 - Louis de Broglie 1927 - Arthur H. Compton, C.T.R. Wilson 1923 - Robert A. Millikan 1922 - Niels Bohr 1921 - Albert Einstein 1918 - Max Planck Tabuľa slávy – Nobelove ceny súvisiace s časticami Deň otvorených dverí FÚ SAV

  29. V prednáške boli použité obrázky z webovských stránok niektorých laboratórií (CERN, DESY, atď.) a z popularizačných vystúpení viacerých autorov o fyzike elementárnych častíc (napr. dr. J. Dolejšího z MFF UK a dr. J. Rameša z FzÚ AV ČR v Prahe). Všetkým – i anonymným – autorom patrí moja vďaka. Text prednášky je možné nájsť na webe: http://dcps.sav.sk/olejnik/seminars/s251108.pps. Deň otvorených dverí FÚ SAV

More Related