2005 - Svetový rok fyziky

1. 2005 - Svetový rok fyziky Pohľad do mikrosveta

2. ĽUDIA SA ODDÁVNA PÝTAJÚ Z čoho sa skladá svet? a Čo ho drží pohromade?

3. POHĽAD DO MIKROSVETA • základné stavebné bloky hmoty • sily, ktoré medzi nimi pôsobia • ako ich študujeme • čo dnes vieme – štandardný model • čo ešte nevieme – čo je za štandardným modelom

4. Základné jednoduché nedeliteľné V staroveku: zem voda, vzduch, oheň Základné stavebné bloky hmoty

5. Atóm : malé, husté kladné jadro oblak záporných elektrónov Základné stavebné bloky hmoty

6. Jadro atómu : kladné protóny neutrálne neutróny Protóny a neutróny: kvarky– elementárne častice Základné stavebné bloky hmoty

7. Ak protón by mal priemer 1 cm kvark a elektrón by bol menší ako hrúbka vlasu priemer atómu by bol väčší ako dĺžka 30 futbalových ihrísk 99,999999999999 % atómu  prázdny priestor Základné stavebné bloky hmoty

8. Základné stavebné bloky hmoty Tri generácie kvarkov zlomkový elektrický náboj farebný náboj najťažší – t-kvark – 1995 Samostatne sú nepozorovateľné. Z kvarkov sú zložené hadróny: baryóny – 3 kvarky mezóny – kvark+antikvark

9. Základné stavebné bloky hmoty Antihmota Antičastica je rovnaká ako častica, má však opačný elektrický náboj.

10. Základné stavebné bloky hmoty Leptóny – bodové častice elektrón, mión, tau – majú elektrický náboj 3 neutrína - elektricky neutrálne

11. Základné stavebné bloky hmoty 3 generácie častíc (podľa rastúcej hmotnosti) náš svet – 1. generácia ťažšie častice moderné urýchľovače raný Vesmír

12. Základné stavebné bloky hmoty Svet je zložený zo: 6 kvarkov 6 leptónov

13. Čo drží svet pohromade 4 základné interakcie gravitačná elektromagnetická slabá silná

14. Čo drží svet pohromade Ako interagujú častice hmoty? bez vzájomného dotyku vzájomnou výmenou častíc iného typu - nosičov nosiče (sprostredkovatele) interakcií

15. Čo drží svet pohromade Gravitácia najslabšia interakcia nosič - gravitón Elektromagnetická interakcia drží pohromade atóm nosič - fotón rádiové vlny, mikrovlny, svetlo, rtg lúče,...

16. Čo drží svet pohromade Silná interakcia krátky dosah – jadro atómu nosič - gluón má tiež farebný náboj  zmesfarieb = biela Silná interakcia so vzdialenosťou rastie (ako sila pri rozťahovaní pružiny)

17. Čo drží svet pohromade Silná interakcia hadronizácia

18. Čo drží svet pohromade Slabá interakcia nosiče - W+, W-, Z0 (ťažké bozóny)  je zodpovedná za rozpady  mení typ – vôňu kvarkov a leptónov Hmota okolo nás sa skladá z najľahších kvarkov a leptónov, ktoré sa ďalej nerozpadajú

19. Ako študujeme mikrosvet Rozmery objektov, ktoré skúma fyzika

20. Ako študujeme mikrosvet Rutherfordov experiment hypotéza experiment nová teória

21. Ako študujeme mikrosvet Rutherfordov experiment nalietavajúci zväzok- alfa terčík– zlatá fólia detektor– citlivá vrstva Fyzikálny základ urýchľovanie nabitých častíc elektromagnetickým poľom väčšia hybnosť častíc  menšia vlnová dĺžka  skúmanie menších oblastí E=mc2

22. Ako študujeme mikrosvet urýchľovače pevný terčík protibežné zväzky

23. Ako študujeme mikrosvet CERN LEP - Z, W bozóny LHC – Higgsov bozón o

24. Ako študujeme mikrosvet Zrážka - prípad Produkty zrážky: množstvo častíc, niektoré sú produkty rozpadu krátkožijúcich častíc • Spracovanie prípadu  počítač • Získané informácie : • hodnoty energie, hybnosti častíc • typy častíc

25. Ako študujeme mikrosvet

26. Ako študujeme mikrosvet dráhový detektor magnet elektromgnetický kalorimeter hadrónový kalorimeter miónový kalorimeter

27. Ako študujeme mikrosvet

28. Ako študujeme mikrosvet V elektrón – pozitrónovej zrážke vznikol Z-bozón, rozpadol sa na: mión, antimión tau+, tau- e+, e- kvark, antikvark, gluón kvark, antikvark tau+, tau-

29. Ako študujeme mikrosvet Príklad počítačovej simulácie prípadu

30. Štandardný model Základné stavebné častice hmoty a popis síl, ktoré medzi nimi pôsobia

31. Štandardný model 6 kvarkov 6 leptónov nosiče interakcií elektroslabá teória kvantová chromodynamika okrem gravitácie

32. Za štandardným modelom Odkiaľ je hmotnosť? Prečo niektoré častice nemajú hmotnosť a iné majú veľkú hmotnosť? Predpoveď: Higgsov bozón Bude nájdený na LHC v CERNe?

33. Za štandardným modelom Ako vzniká Higgsov bozón

34. Za štandardným modelom Teória veľkého zjednotenia GUT Zjednotenie silnej, slabej, elektromagnetickej interakcie  pri veľmi vysokých energiách (aké boli v ranom Vesmíre)

35. Za štandardným modelom Zjednotenie všetkých 4 interakcií Teória všetkého Teória strún? 11 rozmerný priestor Príklad : 1- rozmerný priestor 2 - rozmerný priestor

36. Za štandardným modelom Väčšina hmoty Vesmíru tmavá hmota vieme o nej iba z jej gravitačných efektov z čoho sa skladá?...

37. Za štandardným modelom

38. http://particleadventure.org/particleadventure/