Pytania, na które LHC powinno udzielić odpowiedzi Jan Królikowski Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego I Współpraca Compact Muon Solenoid Jan Królikowski,

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Bozon Higgsa oraz SUSY Bozon Higgsa
Advertisements

Czego oczekujemy od LHC?
W tej prezentacji dowiecie się dlaczego i w jaki sposób papierosy, alkohol oraz narkotyki szkodzą zdrowiu i jak to zwalczać. Postaram się odpowiedzieć.
Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych
EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY I WEWNĘTRZNY KRZYSZTOF DŁUGOSZ KRAKÓW,
Tworzenie odwołania zewnętrznego (łącza) do zakresu komórek w innym skoroszycie Możliwości efektywnego stosowania odwołań zewnętrznych Odwołania zewnętrzne.
GRUPY I ZESPOŁY © dr E.Kuczmera-Ludwiczyńska, mgr D.Ludwiczyński.
Teoria gry organizacyjnej Każdy człowiek wciąż jest uczestnikiem wielu różnych gier. Teoria gier zajmuje się wyborami podejmowanymi przez ludzi w warunkach.
Dlaczego boimy się promieniotwórczości?
Ryzyko a stopa zwrotu. Standardowe narzędzia inwestowania Analiza fundamentalna – ocena kondycji i perspektyw rozwoju podmiotu emitującego papiery wartościowe.
EWALUACJA PROJEKTU WSPÓŁFINANSOWANEGO ZE ŚRODKÓW UNII EUROPEJSKIE J „Wyrównywanie dysproporcji w dostępie do przedszkoli dzieci z terenów wiejskich, w.
Astronomia Ciała niebieskie. Co to jest Ciało niebieskie ?? Ciało niebieskie - każdy naturalny obiekt fizyczny oraz układ powiązanych ze sobą obiektów,
MOŻLIWOŚCI EKSPERYMENTALNO- TEORETYCZNEGO MODELOWANIA PROCESU SPALANIA ODPADÓW W WARSTWIE RUCHOMEJ ORAZ OPTYMALIZACJI PRACY SPALARNI ODPADÓW Realizowane.
Jak sobie z nim radzić ?.
ENERGIA to podstawowa wielkość fizyczna, opisująca zdolność danego ciała do wykonania jakiejś pracy, ruchu.fizyczna Energię w równaniach fizycznych zapisuje.
Przygotowały: Laura Andrzejczak oraz Marta Petelenz- Łukasiewicz z klasy 2”D”
Radosław Stefańczyk 3 FA. Fotony mogą oddziaływać z atomami na drodze czterech różnych procesów. Są to: zjawisko fotoelektryczne, efekt tworzenie par,
Hartowanie ciała Wykonała Maria Szelągowska. Co to jest hartowanie? Hartowanie Hartowanie – proces adaptowania ciała do niekorzystnych warunków zewnętrznych.
Teoria Bohra atomu wodoru Agnieszka Matuszewska ZiIP, Grupa 2 Nr indeksu
1 Organizacje a kontrakt psychologiczny We współczesnym świecie człowiek otoczony jest szeregiem kontraktowych zobowiązań. To pewien rodzaj powiązań, zależności,
Opodatkowanie spółek Podziały Spółek. Podziały spółek Rodzaje podziałów wg KSH Przewidziane są cztery sposoby podziału: 1) podział przez przejęcie, który.
KOSZTY W UJĘCIU ZARZĄDCZYM. POJĘCIE KOSZTU Koszt stanowi wyrażone w pieniądzu celowe zużycie majątku trwałego i obrotowego, usług obcych, nakładów pracy.
Promieniotwórczość sztuczna. 1. Rys historyczny W 1919r. E. Rutherford dokonał pierwszego przekształcenia azotu w inny pierwiastek – tlen, jako pierwszy.
KOMBINATORYKA.
Konrad Benedyk Zarządzanie i Inżynieria Produkcji 1 rok, II stopień
 Informatyk jest to osoba, która wykształciła się na specjalistę w dziedzinie nowych technologii, posiadająca wiedzę i umiejętności na temat ogółu metod.
MATURA 2007 podstawowe informacje o zmianach w egzaminie.
Menu Jednomiany Wyrażenia algebraiczne -definicja Mnożenie i dzielenie sum algebraicznych przez jednomian Mnożenie sum algebraicznych Wzory skróconego.
Czym jest gramofon DJ-ski?. Gramofon DJ-ski posiada suwak Pitch służący do płynnego przyspieszania bądź zwalniania obrotów talerza, na którym umieszcza.
Raport Electus S.A. Zapotrzebowanie szpitali publicznych na środki finansowe w odniesieniu do zadłużenia sektora ochrony zdrowia Olsztyn, r.
Edukacja skuteczna, przyjazna i nowoczesna Reforma systemu oświaty.
Optymalna wielkość produkcji przedsiębiorstwa działającego w doskonałej konkurencji (analiza krótkookresowa) Przypomnijmy założenia modelu doskonałej.
Cząstki elementarne. Model standardowy Martyna Bienia r.
Definiowanie i planowanie zadań typu P 1.  Planowanie zadań typu P  Zadania typu P to zadania unikalne służące zwykle dokonaniu jednorazowej, konkretnej.
Mówię NIE używkom – wybieram ZDROWIE Alkohol: Nie ma żadnej korzyści z picia alkoholu w kontekście zdrowia człowieka i społeczeństwa. Każda jego ilość.
Akceleratory Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie AGH University of Science and Technology Przygotował: Łukasz Kuźmik.
 Austriacki fizyk teoretyk,  jeden z twórców mechaniki kwantowej,  laureat nagrody Nobla ("odkrycie nowych, płodnych aspektów teorii atomów i ich zastosowanie"),
O PARADOKSIE BRAESSA Zbigniew Świtalski Paweł Skałecki Wydział Matematyki, Informatyki i Ekonometrii Uniwersytet Zielonogórski Zakopane 2016.
Symulacja halo dla wiązki protonów w akceleratorze LHC
DECYZJA O WARUNKACH ZABUDOWY tzw. „Wuzetka”
Test analizy wariancji dla wielu średnich – klasyfikacja pojedyncza
W kręgu matematycznych pojęć
Informacja o maturze w 2018 roku
[Tytuł – najlepiej aby jak najtrafniej oddawał opisywane rozwiązanie ]
Przejście zakładu pracy na innego pracodawcę
Sierpień 2017 roku.
MATEMATYCZNE MODELOWANIE PROCESÓW BIOTECHNOLOGICZNYCH
„Prawa Ceteris Paribus i socjo-ekonomiczne mechanizmy”
„Łączą nas efekty projektów” – wymagania programowe a doświadczenia po pierwszych naborach w Programie Interreg V-A Polska – Słowacja
Przekonania rodziców na temat pomocy psychologicznej dla dzieci
Co i gdzie się mierzy Najważniejsze ośrodki fizyki cząstek na świecie z podaniem ich najciekawszych wyników i kierunków przyszłych badań Charakterystyka.
Warsztaty: „Jak zostać swoim własnym rzecznikiem”
Hiperjądra Hiperjądra – struktury jądrowe, w skład których,
Tytuł – [najlepiej aby jak najtrafniej oddawał opisywane rozwiązanie]
Rozwój współpracy pomiędzy sektorem badawczo-naukowym a biznesem na przykładzie Projektu: GUM
Podsumowanie W3  E x (gdy  > 0, lub n+i, gdy  <0 )
Wstęp do reakcji jądrowych
Tytuł – [najlepiej aby jak najtrafniej oddawał opisywane rozwiązanie]
FORMUŁOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH
Zaskakujące decyzje Lista symptomów i chorób: C (częsta), R (Rzadka),
Implementacja rekurencji w języku Haskell
Wyrównanie sieci swobodnych
Prawa ruchu ośrodków ciągłych c. d.
Program na dziś Wprowadzenie Logika prezentacji i artykułu
WYBRANE ZAGADNIENIA PROBABILISTYKI
PREZENTACJA DLA KLASY 7 SP DO LEKCJI 1
Najważniejsze operacje graficzne w programie GIMP
Zapis prezentacji:

Pytania, na które LHC powinno udzielić odpowiedzi Jan Królikowski Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego I Współpraca Compact Muon Solenoid Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Zastrzeżenie wstępne Referat jest wygłaszany przez fizyka doświadczalnika. Jego tytuł jest trochę mylący gdyż sugeruje większą dawkę „teorii” niż zamierzam w nim zawrzeć. Zamierzam się skupić na tym w jaki sposób eksperymenty przy LHC zamierzają odpowiadać na ważne pytania w Fizyce Oddziaływań Elementarnych (FOE). Więcej teorii znajdą Państwo w referacie prof. Jana Kalinowskiego dzi ś 15:25-16:05 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Plan 1.Ważne otwarte pytania w FOE 2.Large Hadron Collider- program naukowy i eksperymenty 3.Sygnały „nowej fizyki” w eksperymentach przy LHC- kilka przykładów Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

1. WAŻNE OTWARTE PYTANIA W FOE Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

5 Fizyka Oddziaływań Elementarnych ma bliski związek z Kosmologią. Wielkie energie odpowiadają bardzo wczesnym etapom ewolucji Wszechświata. LHC 5 Gdzie jesteśmy na drodze poznania świata subjądrowego?

Co wiadomo o składzie Wszechświata? Model Standardowy i jego rozszerzenia opisują ok. 5% gęstości energii Wszechświata. Być może odkryjemy (w LHC?) składniki Ciemniej Materii (Cząstki SUperSYmetryczne?). Ciemna Energia, odpowiedzialna za przyspieszanie tempa ekspansji Wszechświata, pozostaje na razie niezrozumiała. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Universe years old Universe now

Gdzie jest ciemna materia? Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Materia barionowa ~4-6% Ciemna Materia ~23% Ciemna Energia ~70%

Struktura materii w Modelu Standardowym: Cząstki-fermiony (spin=1/2) Nośniki- bozony (spin=1 lub2) oraz Cząstki Higgsa (spin=0) Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

9 Cząstki w Modelu Standardowym Tego szukamy! Materia Nośniki oddziaływań Mechanizm nadawania masy

Masy cząstek i Spontaniczne Łamanie Symetrii Masy cząstek (kwarków, leptonów i bozonów pośredniczących) muszą być wprowadzane do MS w bardzo specjalny sposób- poprzez złamanie przez stan o najniższej energii pewnych globalnych symetrii teorii czyli Spontaniczne Łamanie Symetrii. Tylko w ten sposób można uniknąć kłopotów z nieskończonymi wyrażeniami w teorii. Najprostszym i najlepiej zbadanym mechanizmem SŁS jest mechanizm Higgsa i pojawienie się cząstki (-stek) Higgsa- bozonu (-ów) o nieznanej masie ale znanych oddziaływaniach z innymi cząstkami. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Zbadanie Spontanicznego Łamania Symetrii i poszukiwanie cząstek Higgsa to pierwszy i najważniejszy cel eksperymentów przy LHC Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Model Standardowy nie jest ostateczną teorią oddziaływań elementarnych Niektóre argumenty za istnieniem bardziej zunifikowanej teorii przy wysokich energiach: 1.Pomiary stałych sprzężenia z E<200 GeV ekstrapolowane do wielkich energii wydają się dążyć do jednej zunifikowanej wartości przy E~10 16 GeV. 2.Ciemna Materia obecnie to ~23% gęstości energii Wszechświata. W MS brak nam kandydatów na ciężkie, neutralne, słabo oddziałujące cząstki Ciemnej Materii. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Czy oddziaływania unifikują się przy wysokich energiach? Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Poza Model Standardowy Rozbudowa teorii poza MS prowadzi zawsze do nowych ciężkich cząstek o masach w obszarze dostępnym eksperymentom przy LHC. Teoretycy zbudowali wiele modeli rozszerzania MS. Te nowe cząstki chcemy znaleźć. To drugi cel eksperymentów przy LHC. Ich produkcja jest, niestety, niewielka. W LHC oczekujemy częstości ich produkcji O(1  Hz- 0.1 Hz) w porównaniu z częstością zderzeń pp 10 9 Hz! Krytyczna jest więc selekcja kandydatów. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

„Nowa Fizyka” jest rzadka nawet w LHC 15 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

2. LARGE HADRON COLLIDER- PROGRAM NAUKOWY I EKSPERYMENT Y Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Wielki Zderzacz Hadronowy LHC Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, ATLAS ALICE CMS LHCb W tunelu LEP W CERNie k/ Genewy- 27 km obwodu Uruchomiony we wrześniu Uległ awarii po 9 dniach. Rozpocznie ponownie pracę w listopadzie

Wyzwanie następnej dekady LHC i jego program naukowy stanowią wyzwanie: Poznawcze : oczekujemy, że wyniki otrzymane przy LHC posuną nas na drodze ku unifikacji teorii fizycznych Technologiczne : rozwiązania techniczne (kriogenika, elektronika, informatyka itd.) należą do najbardziej zaawansowanych na świecie; są to zastosowania w bezprecedensowej skali Organizacyjne : największe naukowe współprace międzynarodowe w globalnej skali. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Start LHC: 10 września 2008

Zderzacz LHC Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Wykorzystano istniejący tunel zderzacza e + e - LEP o obwodzie ok. 27 km. Zbudowano pierścień magnesów nadprzewodzących dipolowych (~1300) zapewniający zamknięte orbity dla dwóch przeciwbieżnych wiązek protonów lub jonów (aż do jonów Pb). Maksymalna indukcja B w dipolach to 8.4 T  maksymalna energia wiązki p 7 TeV. System kriogeniczny LHC jest największy na świecie. Magnesy dipolowe pracują w temperaturze nadciekłego helu 1.9 K 20

Tunel LHC i magnes dipolowy Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, System doprowadzania ciekłego He Wiązki

Awaria we wrześniu 2008 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Fala nadciśnienia zniszczyła 10 magnesów i przesunęła 42 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Naprawa została zakończona. Ulepszono systemy kontroli, które są jeszcze instalowane i testowane. Wiązki w LHC spodziewane są w połowie listopada 2009.

24 Przy LHC będą działać 4 eksperymenty Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Eksperymenty „ogólnego przeznaczenia” Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Eksperymenty dedykowane ALICE i LHCb ALICE- zderzenia jonów (jader atomowych) wysokich energii LHCb – badanie rozpadów cząstek zawierających kwarki b Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

„Nowa Fizyka” jest rzadka nawet w LHC 27 Jan Król iko wski, Sesj a dla nauc zyci eli, Kon fere ncja HEP EPS, Kra ków,

Detekcja Cząstek w CMS Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

3. SYGNAŁY „NOWEJ FIZYKI” W EKSPERYMENTACH PRZY LHC- KILKA PRZYKŁADÓW Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Poszukiwanie higgsów SŁS w rozpraszaniu WW Ciężkie cząstki sypersymetryczne (np. Ciemna Materia)

Produkcja i rozpad higgsa Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Poszukiwanie higgsów Mechanizmy produkcji i rozpadów higgsów: Cząstki Higgsa sprzęgają się najmocniej do najcięższych cząstek, na które mogą się rozpaść. Np. rozpad dominuje dla 140 < m H < 2 m W czyli w obszarze mas higgsów GeV/c 2. Stąd poszukiwanie higgsów polega na badaniu różnych kanałów rozpadów zależnie od obszaru masy poszukiwanej cząstki. Ponieważ możliwości detekcji, tło i zdolności rozdzielcze różnych kanałów rozpadu są różne, czułość eksperymentów na odkrycie higgsów zależy od masy higgsów. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Kanal H  dla M H <130 GeV Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Np < m H <140 rozpady na 2  Znaczoność sygnału: Liczba przypadków tła B jest tym większa im gorsza jest rozdzielczość masy niezmienniczej 2 . Rozdzielczość masy zależy od: rozdzielczości energii kwantów w kalorymetrze e-m, rozdzielczości kąta między pędami dwóch kwantów. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, B S CMS

ODKRYCIE HIGGSA z>5 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Znaczoność sygnału wzrasta ze scałkowaną świetlnością L. L ( ) ~ /pb= = /fb

Rozpraszanie WW oknem na SŁS dla dużych mas Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Dżet W Dżet spektator Lepton (mion) CMS Skomplikowany stan końcowy: mion+ dżet W+ 2 dżety spektatorzy Trudna separacja sygnału od tła

Supersymetria SUSY Supersymetryczne rozszerzenia Modelu Standardowego są bardzo atrakcyjne z teoretycznego punktu widzenia. Mi.: Są to modele pozwalające na precyzyjne przewidywania (ale kosztem wprowadzenia dodatkowych wolnych parametrów), Zawierają kandydatów na Ciemną Materię. W SUSY każdy fermion (bozon) ma swojego bozonowego (fermionowego) superpartnera. SUSY jest symetrią łamaną- masy superpartnerów muszą być większe niż normalnych cząstek, gdyż jeszcze ich nie zaobserwowaliśmy. Prawo zachowania tzw. Parzystości R wymaga zachowania liczby superpartnerów: W zderzeniach normalnych cząstek cząstki supersymetryczne produkowane są w parach. W rozpadach superpartnerów najlżejsza cząstka supersymetryczna (LSP) jest neutralna i trwała. Jest więc kandydatem na Ciemną Materię. Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Parterzy supersymetryczni: quarks (j=1/2)   squarks (j=0) leptons (e, μ, τ)   sleptons neutrinos (ν)   sneutrinos W, Z, γ (j=1),   wino, zino, photino (j=1/2) gluon (j=1)   gluino (j=1/2) Higgs h0 (j=0)   higgsino (j=1/2) Cząstki supersymetryczne mogą się mieszać, tj. cząstki fizyczne mogą być superpozycjami supercząstek o określonych liczbach kwantowych. Neutralina- superpopozycja neutralnych supercząstek mogą być kandydatami na Ciemną Materię. SUSY cd. 37 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Poszukiwania SUSY Typowa sygnatura hadronowa: Duża brakująca E T (  200 GeV ) Dżety (N  3) Typowa sygnatura leptonowa: Naładowane leptony (N =1,2,34) Brakujaca E T Typowe tła: Dżety hadronowe z QCD Top/ W/Z + Dżety(hadronowe and leptonowe) Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, SUSY- rozpady kaskadowe LSP

Poszukiwania SUSY : Potrzeba precyzyjnie dostroić przewidywania tła z MC MC jest dostrojone do danych z CDF p-pbar przy energii 1.8 TeV Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków, Z 0 transverse momentum

Podsumowanie Naprawa awarii w LHC przebiega dobrze. Oczekujemy zderzeń przy energii 10 TeV w listopadzie i 14 miesięcy brania danych w ( scałkowana świetlność ~ /pb). Dane zebrane w tym okresie posłużą przede wszystkim do zmierzenia fizyki Modelu Standardowego choć nie można wykluczyć odkryć. Zbadanie SŁS i odkrycie higgsów wymaga znacznie większych świetlności ( ). Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Example: 1.9 TeV gluino in the CMS detector All charged tracks+E After reconstruction Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,

Peter Higgs w CMS, tuż przed zamknięciem detektora w sierpniu 2008 Jan Królikowski, Sesja dla nauczycieli, Konferencja HEP EPS, Kraków,