Stredn odborn kola ostrovsk ho 1 ko ice
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 39

Vypracovala: Mgr. Viera Kováčová PowerPoint PPT Presentation


  • 88 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Čo by som mal vedieť o cerne ?. Stredná odborná škola, Ostrovského 1, Košice. Vypracovala: Mgr. Viera Kováčová. Táto prezentácia vznikla preto, lebo sa chcem podeliť o svoje zážitky z pobytu slovenských a českých učiteľov v CERNe . Pobyt sa konal v dňoch 1.6. 2013 – 9.6. 2013.

Download Presentation

Vypracovala: Mgr. Viera Kováčová

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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


o by som mal vedie o cerne ?

Stredn odborn kola, Ostrovskho 1, Koice

Vypracovala: Mgr. Viera Kovov


Tto prezentcia vznikla preto, lebo sa chcem podeli o svoje zitky z pobytu slovenskch a eskch uiteov v CERNe.

Pobyt sa konal v doch 1.6. 2013 9.6. 2013.

Prezentcia je vytvoren hlavne pre iakov naej koly, aby pochopili o je to CERN a preo je aj pre benho loveka, nie len pre vedca, i fyzika, dleit. Samozrejme budem rada, ke si ju pretaj aj ostatn.


Uite: Sen kadho uitea fyziky

iak: ???

Conseil Europen pour la Recherche Nuclaire

EuropeanOrganizationforNuclearResearch

Eurpsky stav asticovej fyziky

o je CERN ?


Vo vajiarsku nealeko enevy

Blzko franczskej hranice

Kde je cern?


Cern zblzka


2004: 20 lenskch ttov

CERN v zaiatkoch

  • Zaloen v r.1954 pvodne 12 krajn

  • eskoslovensko od r. 1990

  • Slovensko od r. 1993


CERN - dnes

36lenskch ttov

608 participovanch intittov

Viac ne 10 000 uvateov z celho sveta

113 nrodnost2400 zamestnancov


Had odpovede na fundamentlne otzky o vesmre ako vznikol a funguje

Vchova a vzdelvanie vedcov

Posvanie hranc technolgi vvoj a prenos

Spjanie nrodov a nrodnost cez vedu

Ciele CERNU


m sa zaoberaj fyzici v cerne?

  • Odkia sa berie hmotnos astc, preo je prve tak, ak ju pozorujeme?

  • Preo okolo ns prevlda hmota a nie antihmota?

  • Ako vyzerala hmota tesne po Vekom Tresku?

  • Bude sa vesmr naveky

  • rozpna alebo sa zane

  • zmrova?

  • M n priestor viac rozmerov

  • ne tri?


m sa zaoberaj fyzici v cerne?

asticov fyzika skma hmotu v jej najmench rozmeroch

alekohady

Teleskopy

Urchovae

Mikroskopy


Grcky filozof Demokritos

460-371 pr.n.l.

zaviedol pojem atm najmenia nedeliten astica

ATOMOS = NEDELITEN

Cesta do mikrosveta

  • Tento nzor prevldal a do konca 19 storoia.

  • Koko to je rokov?


1895 W. Rntgen: paprskyX

1896 H. Becquerel: rdioaktivitaurnu

1897 J.J. Thomson: elektrny

1898 M.+P. Curieovi: paprsky(rdium)

Cesta do mikrosveta

W. Rntgen

H. Becquerel

J.J. Thomson

Marie a Pierre Curie


Rutherfordov experiment

Rozptlen astice

Scintiltor

Odrazen

astica

Zlat flia

Ernest Rutherford

(1871-1937)

Nobelovacenazachmiu 1908

Zdroj astc

  • HansGeiger and Ernest Marsden pod vedenm E. Rutherforda pozorovali rozptyl astc pod vekm uhlom

  • Rutherfordtento fakt interpretoval tm, e hmotnos atmu mus by sstreden v jeho jadre

  • V experimente bol pouit scintiltor, zblesky boli pozorovan pod mikroskopom a registrovan rune

Comptonov model jadra

Rutherfordov model jadra


TANDARDN MODEL

  • Teria, ktor objasuje z oho pozostva svet a o ho dr pokope. Je to jednoduch a obsan teria, ktor opisuje stovky astc a vysvetuje ich vzjomn spolupsobenie (interakciu). Potrebuje k tomu len niekoko elementrnych astc:

  • 6 kvarkov,

  • 6 leptnov - najznmej leptn je elektrn,

  • astice prenajce silu nosie sl, ako naprklad fotn.

  • Vetky znme materilne astice s zloen z kvarkov a leptnov. Vzjomne na seba psobia prostrednctvom astc, ktor sprostredkvaj silov psobenie.

  • tandardn model je dobrteria. Vek poet experimentov potvrdil predpovede s neuveritenou presnosou a vetky astice, ktor teriou boli dodnes predpovedan, boli tie objaven. A predsa tto teria nedoke vetko vysvetli. V tandardnom modeli nie je zahrnut naprklad gravitcia.


TANDARDN MODEL

Elektromagnetick, slab a siln sila s sprostredkovvan vmenou boznov a s generovan zkladnmi symetriami, ktor s vzahovan k zkonom zachovania. Nekonen dosah elektromagnetickej sily je sprostredkovan nehmotnm fotnom a elektrick nboj sa zachovva. Siln interakciu medzi kvarkami, ktor m krtky dosah sprostredkuje nehmotn bezfarebn gluny, priom sa zachovva farebn nboj.

Pri vysokch energich s slab a elektromagnetick interakcia popisovan ako jednotn elektroslab sila. ak W a Z bozny s kompatibiln s povahou slabej interakcie, ktor ma krtky dosah. Slab nboj, ktor je pred nami schovan, na rozdiel od elektrickho nboja, sa nezachovva.

Sily s sprostredkovan cez vmenu astc nazvanch bozny: fotny pre elektromagnetick (EM) silu, W a Z bozny pre slab silu a gluny pre siln farebn silu.

Kee hmotnosti astc s vemi mal, gravitan sila je zanedbaten v porovnan s ostatnmi troma silami. Leptny s von astice. Mu by bu nabit (e-, -, -), teda ctia obidve sily, elektromagnetick aj slab, alebo neutrlne (neutrna: e, , ), ktor interaguj len slabo.Kvarky s astice citliv na vetky tri interakcie. V prrode neexistuj von kvarky: Pozorujeme len zloen stavy kvarkov nazvan hadrny, z ktorch najznmejie s protn a neutrn.

Akkovek zavedenie hmotnosti astc by poruilo elektroslab symetriu a urobilo by teriu nepredvtatenou. Aby sa tomu vyhlo, Higgsov mechanizmus spontnne nara symetriu postulovanm, e vkum je naplnen novm poom, ktor prena iba slab nboj. astice, ktor prenaj slab nboj (W a Z bozn, kvarky, leptny a Higgsova astica, H je asociovan s Higgsovm poom) s spomaovan pri interakcii s Higgsovm poom a zskavaj hmotnos. Hmotnos Higgsovhoboznu, mH, nie je predpovedan Higgsovm mechanizmom, ale desaroiami precznych meran, ktor obmedzili mH na pribline stonsobok hmotnosti protnu.

Experimenty ATLAS CMS na urchovai LHC pozorovali nov asticu, ktor je kompatibiln s Higgsovmboznom.


TANDARDN MODEL


HIGGSOV BOZN

eneva, 8. oktber 2013

CERN blahoel Petrovi Higgsovi a FrancoisoviEnglertovik udeleniu Nobelovej ceny za fyziku za teoretick objav mechanizmu, ktor prispieva k nmu porozumeniu pvodu hmotnosti elementrnych astc, a ktor bol nedvno potvrden objavom predpovedanej fundamentlnej astice experimentami ATLAS a CMS2 na Vekom hadrnovom urchovai (LHC) v CERNe. ATLAS a CMS oznmili objav 4. 7. 2012.


  • Pri vyetrovan nehody asto nemme oitch svedkov, napriek tomu dokeme s vekou dveryhodnosou zrekontruova o sa stalo

  • Na pomoc si berieme stopy, ktor vznikli pri nehode:

    • Brzdn stopy na ceste

    • Pokoden krky

    • Vyvrten kandelbre

    • Otery farieb, lomky skla...

  • Podobn techniky sa pouvaj pri detekcii astc, vmame si stopy, ktor zanechali v prostred po svojom prechode

Ako prebieha detEKCIA (OBJAVOVANIE) ASTC?


Pri vyetrovan nehody asto vidme len jej dsledok

Detekcia astc vychdza z podobnch mylienok

Po zhodnoten stp ...

... a aplikcii fyziklnych zkonov, poznatkov o stave a vybaven vozidla, stave vozovky...

... dokeme zisti prinu


LHC

A Large Ion Collider Experiment


  • Obvod: 26 659 m

  • Poet magnetov: 9593 / 1232 Diplov / 392 quadruplov

  • Magnetick pole: 8T

  • Pracovn teplota magnetov: 1,9K (-271,3C)

  • Energia urchlench astc:

    • 7TeV pre protny,

    • 1150TeV jadr olova (2,7 6TeV/u)

  • Poet zvzkov: 2

Zkladn daje o LHC

1 TeVekvivalentenergieletiacehokomra

~

~

~

~

Energia kadho zvzku ekvivalent energie 400 t vlaku idceho rchlosou 150 km/h

1,9K

2,7K

10-14 atm

10-12 atm


  • Poet zhlukov vo zvzku: 2808

  • Priemer zhluku: 16um

  • Vzdialenos medzi 2 zhlukmi: 25ns, 7m

  • Poet protnov v zhluku: 1,1x1011

  • Luminozita: 1034 cm-2s-1

  • Poet zrok za sekundu: 600 milinov

  • Tlak v trubiciach: 10-14 atm

  • ivotnos zvzku: 10 hodn, teoreticky a 100 hodn

    • 10 milrd kilometrov

  • Poet obehov za sekundu: 11245

  • Hmotnos: 37600 ton

  • Ron spotreba prdu: asi 700GWh

Zkladn daje o LHC

1 TeVekvivalentenergieletiacehokomra

~

~

~

~

Energia kadho zvzku ekvivalent energie 400 t vlaku idceho rchlosou 150 km/h

1,9K

2,7K

10-14 atm

10-12 atm


  • Pole v diploch 8,3T

  • Prd v diploch 11 700 A

  • Dka 16m

  • Hmotnos 36 ton

  • Vinutie vytvran Nb Ti vlknami

  • hrnne 270 000 km prameov tvorench vlknami s priemerom 7 mikrometrov

  • Chladiaci systm LHC obsahuje 10 000 ton kvapalnho duska a 120 ton tekutho hliA

Supravodiv magnety LHC

LHC kvadrupl

LHC dipl


Zdrojom protnov je faa vodka.

Atmy vodka z vodkovej fae lt astice

Protny vznikli odstrnenm elektrnov z atmov vodka fialov astice

LHC urchovanie protnov

2

1

3


LHC urchovanie protnov

  • Protny linerne urchovan - Linac 1

  • PS Booster

5


LHC urchovanie protnov

6

7

  • Stupne urchovaov

  • PS

  • SPS

  • LHC

8


lhc


OBJAVY V CERNE

1. World Wide Web

Bol zaloen v CERNe aby pomohol asticovm fyzikom z celho sveta navzjom komunikova

Vr. 1989

Tim Berners-Lee navrhol informan systm pre CERN


Internet + Hypertext

Hypertext - text zobrazovan

na potai alebo inom elektronickom zariaden.

o je to Web ?

1991: Prv www v Cerne pre potreby vskumu

1993: Prv prehliada v Cerne - 500 serverov


PREO BOL WEB VYTVOREN V CERNE?

  • Vedci s zvisl od vonho prstupu k informcim a vymieaj si npady .CERN je spoloenstvo celosvetovej komunity pozostvajcej z 6500 vedcov v80 krajinch.

  • CERN m dlh existenciu a prvenstvo vo vedeckch vpotoch a sieach

  • Poasprpravy projektu LEP potrebovali zdiea dokumenty v globlnom rozmere

The LHC Computing Grid Marian Babik (orig. by Rafal Otto, GridCafe), CERN


OBJAVY V CERNE

2. CERN a vpotov technika projekt GRID

Experimenty LHC produkuj enormn mnostvo dt a ich spracovanie vyiada ohromn vpotov techniku.

Kad z experimentov generuje 1miliarduudalostza sekundu, o predstavuje prlev dt ekvivalentn 20 simultnnym telefnnym hovorom realizovanm kadm lovekom tejto planty

Potaov centrum kad de pracuje s 1 PB dt o je ekvivalent 210000 DVD - eiek. Centrum obsahuje 10000 serverovs.Kad sekundu tam prichdza 6000 informci.


Projekt GRID

GRID

-projekt E

Cieom projektu GRID je potaov infratruktra, ktor je schopn poskytn intenzvne vpoty a analzy


OBJAVY V CERNE

3.Positron-Emission Tomography

Pozitrnov Emisn Tomografia

  • Detekuje anomlne zmeny v tkanivch a orgnoch ete dvno pred objavenm seriznych symptmov ochorenia

  • Rdiofarmak emitujce pozitrny sa umiestnia do tela pacienta. Ke djde k emisii pozitrnov, rchlo anihilujs elektrnmi v pacientovom tele za sasnej produkcie dvoch fotnov iarenia, ktor s zachyten v detektoroch, m sa d uri, kde k anihilciidolo.

  • Na zklade obrazu, vytvorenho potaom, lekr vie, ak orgn je v zobrazovanom mieste v tele pacienta a ako momentlne pracuje.


Positron-Emission Tomography


OBJAVY V CERNE

4. EXPERIMENT CLOUD

Experiment CLOUD v CERNe vrh nov svetlo na klimatick zmeny

eneva, 6 oktber 2013.

V lnku publikovanom dnes v asopise Nature (http://dx.doi.org/, DOI number 10.1038/nature12663), CLOUD experiment v CERNe oznamuje vek krok k vyrieeniu dlhotrvajceho problmu v klimatolgii: ako sa formuj aerosoly(malik pevn alebo tekut astice vznajce sa vo vzduchu) v atmosfre, a ktor plyny s za to zodpovedn. Toto je kov otzka pre pochopenie podnebia, pretoe aerosoly spsobuj ochladzovanie tm, e odraj slnen svetlo, a e sa na nich formuj oblan kvapky.

Vaka sksenostiam CERNu s materilmi, plynovmi systmami a ultra-vkuovmi systmami, povedal hovorca CLOUD experimentu JasperKirkby, sme dokzali postavi detektor s uniktnou istotou, o nm umonilo simulova atmosfru a zavies drobn mnostv rznych atmosferickch pr v starostlivo kontrolovanch podmienkach v tomto prpade amnov a kyseliny srovej.

Vsledok CLOUD experimentu je dleit pre pochopenie klmy. Nevyluuje vak lohu kozmickho iarenia, ani neponka rchle rieenie globlneho otepovania.


OBJAVY V CERNE

  • Rozvoj takch technolgi ako supravodivos, kryotechnika, vakuov technika,...

  • Meracia technika, colnice a in...

  • Antihmota

  • Zubn rntgeny

  • On ndory


CERN ,vzdelvanie a popularizcia

  • Vzdelvanie tudentov letn koly vysokokolkov

  • Vzdelvanie uiteov

    • HighSchoolTeachersprogramme: 3 tdov letn intenzvny program pre uiteov fyziky

    • NationalProgrammesforTeachers nrodn program pre uiteov fyziky

    • Trojdov konferencia pre uiteov fyziky

  • alie informcie: www.cern.ch


Chcem poakova prrodovedeckej fakulte UPJ oddeleniu didaktiky fyziky, ktor v spoluprci so sponzormi zorganizovalo prv eskoslovensk pobyt uiteov v CERNE v doch 1.6. -9.6.2013

Osobitn vaka patr Doc. RNDr. Zuzane Jekovej, PhD hlavnej organiztorke pobytu.

Taktie akujem: Karolovi afakovi, MickoviStorrovi, Petrovi Chohulovi, Borisovi Tomikovi, JimuGrigrovi a ostatnm, ktor sa nm poas pobytu trpezlivo venovali.

POAKOVANIE


akujem za pozornos


  • Login