Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Festiwal Nauki - 2004.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Festiwal Nauki - 2004."— Zapis prezentacji:

1 Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Festiwal Nauki

2 Krystyna Wosińska Zakład Fizyki Jądrowej Pracownia Reakcji Ciężkich Jonów

3 Droga Mleczna – nasza Galaktyka

4 Galaktyki sfotografowane przez Kosmiczny Teleskop Hubblea skierowany na pusty obszar nieba w Wielkiej Niedźwiedzicy. Inne galaktyki...

5 Obserwujemy przesunięcie linii widmowych galaktyk ku czerwieni Ucieczka galaktyk Efekt Dopplera Charakterystyczne linie widmowe pierwiastków

6 Prawo Hubblea (1929): Prędkość ucieczki galaktyk rośnie wraz z odległością: v = H·r v – prędkość galaktyki r – odległość galaktyki H – stała Hubblea

7 Zasada kosmologiczna: We Wszechświecie nie ma wyróżnionych miejsc. Wszechświat z każdego miejsca "wygląda" tak samo.

8 Wszechświat rozszerza się Wolna ekspansja – grawitacja powstrzymuje rozszerzanie i w przyszłości spowoduje kurczenie się Wszechświata (duża gęstość materii – dodatnia krzywizna Wszechświata – Wszechświat skończony) Szybka ekspansja – zbyt mała gęstość materii, aby grawitacja mogła powstrzymać rozszerzanie (ujemna lub zerowa krzywizna Wszechświata – Wszechświat nieskończony)

9 Pomiary promieniowania mikrofalowego wykonane przez sondę wystrzeloną Wynik (2003): Wszechświat jest płaski!

10 Obserwowane rozszerzanie się Wszechświata prowadzi do wniosku, że kiedyś Wszechświat był mniejszy. Wielki Wybuch Odległości między galaktykami równe zeru. Czas rozpoczął się w chwili Wielkiego Wybuchu – nie ma sensu rozpatrywać, co było przedtem. Gęstość materii nieskończona – osobliwość w równaniach matematycznych. Materia w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu w innej postaci niż obecnie.

11 Jakie są najmniejsze składniki materii? Co tam jest w środku...?

12 atom jądro proton neutron kwark elektron

13 Cząstki przenoszące oddziaływania: Elektromagnetyczne foton Słabe W +,W -,Z 0 Silne gluon Każdej cząstce odpowiada antycząstka

14 Uwięzienie kwarków Oddziaływanie między kwarkami rośnie wraz z odległością. Próba rozdzielenia kwarków prowadzi do wytworzenia nowej pary kwark-antykwark (jest to proces korzystniejszy energetycznie). mezon c mezon D - mezon D + Zamiana energii na masę

15 Jak wytworzyć plazmę kwarkowo-gluonową? Zwiększyć: ciśnienie temperaturę Takie warunki panowały we Wszechświecie tuż po Wielkim Wybuchu

16 Historia Wszechświata s Nie potrafimy opisać Wszechświata w tej fazie. Wszechświat rozszerza się bardzo szybko. Nierozróżnialne oddziaływania są w równowadze z materią i antymaterią. Temperatura K

17 Historia Wszechświata s Dalsze rozszerzanie – maleje gęstość i temperatura. Oddziaływanie silne oddziela się od oddziaływań elektrosłabych. Materia w postaci plazmy kwarkowo-gluonowej. Temperatura K

18 Historia Wszechświata s Kwarki łączą się w protony i neutrony. Antymateria zaczyna zanikać - promieniowanie ma zbyt małą energię, aby ją wytwarzać. Temperatura K

19 3 minuty Historia Wszechświata Protony i neutrony tworzą lekkie jądra (D, He, Li). Ustala się zawartość lekkich izotopów we Wszechświecie. Temperatura 10 9 K

20 Historia Wszechświata lat Powstają atomy – elektrony zostają wychwycone przez jądra. Materia staje się przezroczysta dla fotonów. Z tego okresu pochodzi obserwowane obecnie promieniowanie reliktowe. Temperatura 6000 K

21 Historia Wszechświata lat Powstawanie galaktyk i gwiazd. Synteza jądrowa w gwiazdach – powstawanie pierwiastków ciężkich. Temperatura 18 K

22 Historia Wszechświata lat Chwila obecna Temperatura 2,7 K

23 Jak możemy zweryfikować teorię Wielkiego Wybuchu?

24 Plazma kwarkowo-gluonowa Względna gęstość materii jądrowej Temperatura, K 110 T c = K Gwiazdy neutronowe Wczesny Wszechświat

25 Zderzenia jąder o wielkich energiach – wytwarza się stan materii o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. czas przestrzeń Stan przedrównowagowy Plazma kwarkowo -gluonowa Faza mieszana Gaz hadronowy Emisja cząstek

26 Brookhaven National Laboratory, Long Island (USA) Eksperyment rozpoczęty w 2000 roku RHIC - Relativistic Heavy IonCollider (Relatywistyczny Zderzacz Ciężkich Jonów)

27 Akcelerator w tunelu 4 m pod ziemią przyspiesza przeciwbieżne wiązki jąder atomowych do prędkości 99,95 prędkości światła. Wiązka odchylana jest w polu magnetycznym wytwarzanym przez nadprzewodzące magnesy umieszczone w ciekłym helu o temperaturze 4,5 K.

28 Energia zderzenia E cms = 200 GeV Tysiące zderzeń na sekundę Podczas zderzenia wytwarza się temperatura razy wyższa niż na Słońcu RHIC W eksperymentach bierze udział ponad 1000 fizyków z całego świata Grupa naukowców i studentów z Wydziału Fizyki P.W. uczestniczy w eksperymencie STAR

29 Rejestracja cząstek Cztery eksperymenty na zderzaczu RHIC

30 Rejestracja cząstek

31 Ekperyment STAR Zamiana energii w masę E = mc 2

32 W poszukiwaniu plazmy kwarkowo-gluonowej... W zderzeniu dwóch jąder ołowiu......mogą powstać nowe cząstki zwane J/PSI

33 W poszukiwaniu plazmy kwarkowo-gluonowej... Jeśli w zderzeniu powstanie plazma kwarkowo-gluonowa, to niektóre cząstki J/PSI ulegną zniszczeniu, za to powstaną inne cząstki – kwarki dziwne. Pojawi się też więcej cząstek rozpadających się na pary elektronowe. Badając, ile i jakich cząstek powstało w zderzeniu, możemy stwierdzić, czy uformowała się plazma kwarkowo-gluonowa i jak ewoluowała. Niestety, wyniki nie są jednoznaczne...

34 brak ośrodka Zderzenie proton-deuteron Nucleus- nucleus collision Proton/deuteron nucleus collision Medium?No Medium! Thomas K Hemmick, Stony Brook University Quark Matter 2004, Oakland CA Zderzenie jądro-jądro ośrodek?

35 The END of searching for the QGP The BEGINNING of measuring its properties 12D Correlations Heavy Quarks Direct Photons Leptons and its relation to CGC Miklos Gyulassy, Columbia University Quark Matter 2004, Oakland CA KONIEC poszukiwań plazmy kwarkowo-gluonowej POCZĄTEK badania jej własności

36 Następne przygotowywane eksperymenty: LHC (Large Hadron Colider) – 2007r. CERN Genewa (Szwajcaria/ Francja) Wielki Zderzacz Jonów

37 Eksperyment ALICE

38 Nowe możliwości badania materii Energia (GeV) 200 Liczba rejestrowanych cząstek 850 Temperatura (T/T c ) 1,9 Gęstość energii (GeV/fm 3 ) 5 Czas życia plazmy kwarkowo-gluonowej (fm/c) RHIC LHC Quark Matter 2004, Oakland CA Yves Schutz razy ? 3,0-4,2 goręcej gęściej 10 dłużej

39 Eksperyment ALICE 937 naukowców 77 instytutów 28 krajów Grupa naukowców i studentów z Wydziału Fizyki P.W.


Pobierz ppt "Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Festiwal Nauki - 2004."

Podobne prezentacje


Reklamy Google