Institut Jožef Stefan Odsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev

1. Institut Jožef Stefan Odsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev • (Zgodovinski) uvod zoologija osnovnih delcev • Pospeševalniki veliiikiii mikroskopi • Veliko in majhno (vesolje in delci) • Bodočnost … nova odkritja so pred vrati!

2. Nekaj zgodovine: Pojem osnovnih delcev se je spreminjal v toku zgodovine, skladno s človeškim dojemanjem, kasneje opazovanjem, sveta. Stari Grki so verjeli, da je svet sestavljen iz 4 osnovnih elementov: zraka, ognja, vode in zemlje. Demokrit, 4. stol. p.n.š.: svet je sestavljen iz najmanjših nedeljivih delov - atomov

3. Svet, kot ga vidimo dandanes:

4. ne u d e m nm s c t nt b t • Pa še več jih je,…. • vsak ima svoj anti-delec, npr. e- in e+ • kvarki sestavljajo težje delce hadrone, npr. p=uud

5. 4 osnovne sile v naravi: Gluoni Fotoni Bozoni W±,Z0 Gravitoni(?) Delca si izmenjujeta nosilce sile in s tem občutita silo

6. Standardni model • Standardni model je fizikalna teorija, ki opisuje, iz česa je svet sestavljen in kako se osnovni gradniki povezujejo med sabo. • 6 kvarkov, 6 leptonov in 4 nosilci sil • Vsa znana snov je sestavljena iz kvarkov in leptonov. Interakcije (sile) med delci snovi opišemo z izmenjavo delcev, nosilcev sil.

7. In kako ta (subatomski) svet opazujemo: majhnoveliko Pospeševalniki

8. IJS Odsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev sodelovanja ... ARGUS, DORIS, DESY CPLEAR, CERN, ŠVICA DELPHI, LEP, CERN, ŠVICA HERA-B, HERA, DESY, NEMČIJA BELLE, KEK, JAPONSKA Pierre Auger, FERMILAB, ZDA ATLAS, LHC, CERN, ŠVICA ... PRETEKLOST SEDANJOST PRIHODNOST

9. Evropski laboratorij za fiziko delcev CERN: Ženevsko jezero Ženevsko letališče

10. LEP – veliki pospeševalnik elektronov in pozitronov: → e- in e+ krožijo v nasprotnih smereh

11. Uporaba E=mc2:

12. Detektor ATLAS možak..tukaj…

13. Kriostat za hlajenje kalorimetra detektorja ATLAS.

14. Kako jih opazimo (delce namreč): Detektorji delcev modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino, maso nastalih delcev gospodična

15. Detektor DELPHI:

16. Detektor DELPHI: Kdo je rekel, da delci ne morejo potovati hitreje od svetlobe? V snovi lahko, pri tem pa sevajo svetlobo Čerenkova!

17. Kako jih opazimo: čista soba nabit delec sprosti naboj v polprevodnih pasovih debeline človeškega lasu Polvodniški detektor sledi

18. 6 mm Kvarka b b  mezona B  dolga razpadna razdalja

19. Laboratorij za fiziko delcev, Hamburg, Nemčija: Institut DESY Pospeševalnik HERA obseg 6.3 km; v 1s 47000 krat okoli; 4 poskusi; sodelovanje s HERA-B p e-/+

20. HERA-B je med “manjšimi” kolaboracijami v fiziki osnovnih delcev kalorimeter – del merilne naprave HERA-B

21. HERA-B shematsko Detektorji delcev modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino, maso nastalih delcev

22. B B Laboratorij za fiziko delcev, Tsukuba, Japonska: Pospeševalnik KEK-B 11 m pod površjem; obseg 3 km; hitrost e-: 0,999999996 x hitrost svetlobe e+ e-

23. Detektor BELLE Detektorji delcev modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino, maso nastalih delcev

24. Naprava ni le naslikana:

25. In kaj npr. ugotovimo iz podatkov? B razpada nekoliko drugače kot B Delci razpadajo malenkost drugače kot anti-delci; v dolgem razvoju vesolja je morda prav ta malenkost povzročila, da obstajamo v obliki, v kakršni smo: celotno vesolje je namreč sestavljeno iz snovi (delcev) in ne anti-snovi (anti-delcev)

26. Nobelove nagrade: Nobelove nagrade v fiziki pospeševalnikov

27. Zaključek • Eksperimentalna fizika osnovnih delcev  delo v velikih raziskovalnih centrih, osnovni merski pripomoček: pospeševalnik • Najmanjši znani gradniki snovi so kvarki (trije kvarki sestavljajo proton, nevtron) in leptoni (npr. elektron), iščemo dalje...