1 / 35

A nagy hadronütköztető – a világegyetem első pillanatainak vizsgálata

A nagy hadronütköztető – a világegyetem első pillanatainak vizsgálata. Nagy László. Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár. A CERN – Eur ópa legnagyobb kutatóintézete. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire. Részecskefizikai kutatások 1954-ben alapították

pomona
Download Presentation

A nagy hadronütköztető – a világegyetem első pillanatainak vizsgálata

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. A nagy hadronütköztető – a világegyetem első pillanatainak vizsgálata Nagy László Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár

  2. A CERN – Európa legnagyobb kutatóintézete Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

  3. Részecskefizikai kutatások • 1954-ben alapították • Fokozatosan mind nagyobb és nagyobb részecskegyorsítókat építettek • Ma 20 tagországa van a CERN-nek • 3000 főállású alkalmazott • 6500 tudományos kutató végez kísérleteket, 80 országból • Sok új részecskét fedeztek fel (Z0, W+, W−) • Itt állítottak elő először antiatomokat (antihidrogén) • CP-sértés bizonyítása • Kvark-gluon plazma előállítása • A www protokoll kidolgozása (1990) • A grid-típusú számítógép-hálózatok kidolgozása

  4. Az LHC számokban • 27 km kerület • 100 m mélységben • 7 TeV=1,12∙10-6 J – egy proton energiája • 362 MJ – a protonnyaláb teljes energiája • 8,3 T – az 1232 szupravezető mágnes maximális indukciója • 10.000 A – áramerősség a mágnesekben • 1,9 K – a rendszer hőmérséklete • 10-13 atm – a nyalábcsőben a nyomás • 9000 köbméter – a vákumrendszer térfogata • 4,1 milliárd UDS építési költség • 14 év alatt építették • A termelt adatokat 6 millió DVD-n lehetne tárolni • 4 hatalmas detektor

  5. Mi szükség az LHC-re? Az anyag szerkezete • Pascal, XVII század – az anyag kimeríthetetlensége • „ ... Kutasson az általa ismert legkisebb dolgokban... Én azonban még ebben is egy újabb feneketlen mélységet akarok megmutatni neki. Nemcsak a látható világmindenséget szándékszom feltárni előtte, hanem azt a mérhetetlenséget is, amit e kicsi atomon belül alkothat magának a természetről. Fedezzen fel benne is végtelen sok világot”

  6. Rutherford - bolygómodell • Szórási kísérlet

  7. Az atommag szerkezete • 1933 – protonokból és neutronokból áll

  8. 1933 - az anyag néhány egyszerű részecskéből áll • Elektron • Proton • Neutron • Foton

  9. Bonyodalmak • Antianyag – Dirac jósolta meg a létét 1928-ban • Pozitron – negatív töltésű elektron • A Dirac-elmélet szerint egy „lyuk” a negatív energiájú elektronok tengerében • Ki is mutatták kísérletileg

  10. Részecske-antirészecske párkeltés és annihiláció • Az annihiláció nagy energiafelszabadulással jár E=mc2

  11. Más részecskék • Neutrínó – béta bomláskor keletkezik • Minden ismert részecskének van antirészecskéje • Gyorsítókban való ütközések útján mind újabb fajta részecskéket állítottak elő – általában instabilak • Hadronok – nehéz részecskék • Mezonok • Müon, taon • A több száz „elemi részecske” egyre jobban bonyolította a képet

  12. Kvarkok • Gell Mann 1963-ban feltételezte, hogy a protonok, neutronok, hadronok, mezonok nem elemi részecskék

  13. A mai elképzelés

  14. A legutolsó felfedezett: a t kvark

  15. Vajon ezek az elemi részecskék tovább bonthatók? • A felbontáshoz nagy energiára lenne szükség • Az ütközési energia új részecskéket képes létrehozni E=mc2

  16. Az energia átalakulása nyugalmi tömeggé • A nagyenergiájú részecskegyorsítókban részecskéket lehet kelteni (pl. elektron-pozitron párokat) • Olyan részecskék is keletkeznek, melyek a közönséges anyagban nem léteznek ( mezonok, W bozonok, antirészecskékstb.) • Minnél nagyobb az energia, annál több részecske keletkezik

  17. A kölcsönhatások • A kölcsönhatásokat (virtuális) részecskék közvetítik • Pl. elektromágneses kölcsönhatás – foton • Feynman-diagramok

  18. A vákuumban is állandóan virtuális részecske-antirészecske párok keletkeznek

  19. 4 alapvető kölcsönhatás • Gravitációs • Elektromágeneses • Erős • Gyenge

  20. Egységes elmélet keresése

  21. Elektrogyenge kölcsönhatás – Weinberg-Salam elmélet • Nagy egységesítés – standard elmélet • Több jóslata igaznak bizonyult • Higgs-mező – a többi részecske tömegét határozza meg

  22. Egy részecske a vákuumban • A Higgs-mező kölcsönhatása a mezőhöz rendelt virtuális részecskékkel adja a részecske tömegét

  23. A Higgs-mező „csomósodása” – a feltételezett Higgs-részecske

  24. A feltételezett Higgs-részecske kimutatása – a standard modell további igazolása • CERN, Genf • LHC (nagy hadron ütköztető) • 7 TeV+7 TeV =14 TeV

  25. A Higgs-részecskék lepton vagy kvark-párokká bomlanak fel, a tömegüktől függően LHC Csak 1 higgs 1,000,000,000,000 esemény között

  26. Más lehetséges felfedezések • Szuperszimmetrikus részecskék? • Miniatűr fekete lyukak? • Sötét energia? • Rejtett dimenziók?

  27. A gravitációval való egyesítés – a szuperhúrelmélet

  28. Az elmélet 10-11 dimenzió létezését tételezi fel, melyekből 7-8 „fel van csavarodva” igen kis méretre

  29. Más anyagformák – sötét energia? • A legújabb kutatások szerint most is gyorsulva tágul az Univerzum • Geometriája közel euklideszi • Sötét anyag • Sötét energia

  30. Az anyag szerkezetéről alkotott elképzelések időnként egyszerűsödnek, máskor bonyolódnak • Ókor – 4 elem • XIX sz. – kb. 100 elem • 1933 – 4-5 alapvető részecske • 1950-60 – több száz részecske • Jelenleg – 1-2 tucat elemi részecske, de ebbe nem fér minden bele • Kimeríthetetlenség – de nem a pascali értelemben

  31. Köszönöm a figyelmet

More Related