AKADEMIA PODLASKA W SIEDLCACH WITAMY!!!

WYKŁAD WSTĘPNY Przygotowali: Agnieszka Kalata Robert Baca Studenci IV roku matematyki Akademia Podlaska

ZAPRASZAMY NA WYSTAWĘ:

LHC (Large Hadron Collider) POŁOŻENIE

KRAJE CZŁONKOWSKIE od 1964 jako państwo - obserwator 1953 1953 1992 1993 1953 1993 1953 1991 1991 1953 1959 1953 1953 1953 1986 1953 1999 1961 1953 1953

WIELKI ZDERZACZ HADRONÓW Wielki – ponieważ obwód akceleratora wynosi 27 km Zderzacz - bo cząstki z dwóch przeciwbieżnych wiązek zderzają się w czterech miejscach, w których tory tych wiązek się przecinają. Hadronów - bo przyspieszane są protony lub jony, które są hadronami (cząstkami, które zbudowane są z kwarków i oddziałują silnie).

NIEKTÓRE DANE: Długość obwodu tunelu akceleratora 26 659 m Średnia głębokość tunelu akceleratora 100 m Energia protonów w wiązce 7 TeV Prędkość protonów w wiązce 0,999999991 c Liczba obiegów protonu w akceleratorze na sekundę 11 245 Liczba zderzeń cząstek 600 mln/s Liczba rejestrowanych zderzeń 100/s Czas życia wiązki 10 h Temperatura obwodów nadprzewodzących w tych elektromagnesach 1,9 K Liczba elektromagnesów akceleratora 9 593 Ciśnienie w rurze wiązki 10-13atm Koszt akceleratora 4,98 mld CHF Koszt detektorów i gridu (w CERN-ie) 1,53 mld CHF

CZTERY EKSPERYMENTY:

TROCHĘ HISTORI: pierwsze wiązki protonów o energii 0,45 TeV każda - sierpień - wrzesień 2008 r., wiązki protonów o stopniowo powiększanej energii od 0,45 TeV do 3,5 TeV każda - od listopada 2009 r. do marca 2010 r. zderzenia wiązek protonów o energii 3,5 TeV - od marca 2010 r. do końca 2011 r.

Wykorzystanie siły intelektualnej naukowców Po co powstał taki ośrodek w CERNIE? - Uwarunkowania historyczne - Koszty badań Wykorzystanie siły intelektualnej naukowców

CELE CERNu: rozwój techniki badania naukowe edukacja współpraca poszukiwanie cząstki Higgsa (czyli boskiej cząstki) wytworzenie warunków jakie powstały po Wielkim Wybuchu

oraz innych dziedzinach nauki OSIĄGNIĘCIA CERNU: W okresie istnienia CERN-u dokonano w nim wielu ważnych odkryć w fizyce cząstek oraz innych dziedzinach nauki i wszystkie te odkrycia przyczyniły się do lepszego zrozumienia Wszechświata.  WWW (World Wide Web) INTERNET GRID ODKRYCIE BOZONÓW POŚREDNICZĄCYCH

DZIĘKI EKSPERYMENTOM LHC? CO CHCEMY WIEDZIEĆ DZIĘKI EKSPERYMENTOM LHC? Obowiązujący dzisiaj Model Standardowy cząstek nie wyjaśnia źródła masy. Teoria przewiduje istnienie pola Higgsa i tzw. cząstki Higgsa odpowiedzialnej za masę cząstek. Eksperymenty LHC mają wykazać, czy taka cząstka istnieje. Eksperymenty LHC mają rozstrzygnąć czy istnieją bardziej masywne cząstki niż dotychczas znane w Modelu Standardowy- tzw. supersymetryczne cząstki. Eksperymenty mają pomóc wyjaśnić istotę tajemniczej ciemnej masy i ciemnej energii wypełniającej w 95% Wszechświat. Eksperymenty powinny stworzyć możliwość badania plazmy kwarkowo-gluonowej tj. warunków panujących krótko po Wielkim Wybuchu. Eksperymenty mają wyjaśnić tajemnice nierównowagi miedzy materia i antymaterią.

ROZWÓJ NASZEJ WIEDZY NA TEMAT BUDOWY MATERII Neutrony i protony składają się z kwarków (1964). Jądro złożone jest z protonów (1919) i neutronów (1932) Elektrony krążą wokół dodatnio naładowanego jądra (1911). Atom składa się z elektronów i dodatnich obiektów (1897 - J J Thomson). Dziś Ponad 100 lat temu

NAJMNIEJSZE SKŁADNIKI MATERII -WIEDZA WSPÓŁCZESNA Leptony Kwarki Bozony pośredniczące

NAJMNIEJSZE SKŁADNIKI MATERII -WIEDZA WSPÓŁCZESNA Hadrony = Mezony + Bariony Hadrony to cząstki złożone z kwarków Mezony = kwark + antykwark Bariony = trzy kwarki

Elementarne nośniki oddziaływań (bozony)

CZĄSTKI HIGGSA POLE HIGGSA

SKŁADNIKI WSZECHŚWIATA WEDŁUG OSTATNICH BADAŃ

CZYM JEST CIEMNA MATERIA? Większość materii Wszechświata jest dla nas niewidzialna – wedle obecnych szacunków, aż 84% materii Wszechświata stanowi tajemnicza substancja, zwana ciemną materią. Specjaliści od fizyki cząstek elementarnych przypuszczają, że ciemną materię stanowią tak zwane cząstki supersymetryczne. Liczą oni na to, iż cząstki te uda się odkryć w akceleratorze LHC.

CZYM JEST CIEMNA ENERGIA? Ciemna energia – w kosmologii jest hipotetyczną formą energii, która wypełnia całą przestrzeń i wywiera na nią ujemne ciśnienie, wywołując rozszerzanie się Wszechświata. Jest to jedno z pojęć wprowadzone w celu wyjaśnienia przyspieszania ekspansji kosmosu oraz problemu brakującej masy we Wszechświecie.

CZARNA DZIURA Czarna dziura jest tworem grawitacji, której podlegają zarówno cząstki o małych, jak i o dużych masach, a nawet światło. 

EKSPERYMENTY W LHC - ZADANIA

ATLAS największy obecnie detektor Poszukiwanie: cząstki Higgsa Wymiary    46 m (dług.) x 25 m (wys.) x 25 m (szer.) Masa 7 000 ton Koszt 427 mln CHF Poszukiwanie: cząstki Higgsa dodatkowych wymiarów cząstek tworzących ciemną materię

CMS Poszukiwanie: cząstki Higgsa dodatkowych wymiarów cząstek tworzących ciemną materię Wymiary 21 m (dług.) x 15 m (wys.) x 15 m (szer.) Masa 12 500 ton Pole magnetyczne 4 T Koszt 400 mln CHF

ALICE ...podróż do początku Wszechświata… ALICE  jest eksperymentem badającym plazmę kwarkowo-gluonową w zderzeniach jonów ołowiu, co pozwoli odtworzyć w laboratorium warunki tuż po Wielkim Wybuchu, zanim powstały takie cząstki jak proton i neutron. Wymiary 26 m (dług.) x 16 m (wys.) x 16 m (szer.) Masa 10 000 ton Koszt 148 mln CHF

LHCb LHCb jest eksperymentem poświęconym badaniom mezonów B zawierających kwarki piękne (kwarki b) i pozwoli nam zrozumieć, dlaczego nasz Wszechświat jest zbudowany prawie całkowicie z materii, a nie antymaterii.

JAK TO DZIAŁA???? Zapraszamy na naszą wystawę, gdzie mamy nadzieję znajdą Państwo odpowiedzi na wszystkie pytania!

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ