Institut Jožef StefanOdsek 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!
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
Svet, kot ga vidimo dandanes:
e
e
u
c
t
d
s
b
Pa še več jih je,….
vsak ima svoj anti-delec, npr. e- in e+
kvarki sestavljajo težje delce hadrone, npr. p=uud
Delca si izmenjujeta nosilce sile in s tem občutita silo
Gluoni
Fotoni
Bozoni
W±,Z0
Gravitoni(?)
4 osnovne sile v naravi:
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.
In kako ta (subatomski) svet opazujemo:majhno veliko
Pospeševalniki
PRETEKLOST
SEDANJOST
PRIHODNOST
...ARGUS, DORIS, DESYCPLEAR, CERN, ŠVICADELPHI, LEP, CERN, ŠVICA
HERA-B, HERA, DESY, NEMČIJABELLE, KEK, JAPONSKAPierre Auger, FERMILAB, ZDA
ATLAS, LHC, CERN, ŠVICA...
IJSOdsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev
sodelovanja
Evropski laboratorij za fiziko delcev CERN:
Ženevs
ko jeze
ro
Žene
vsko
leta
lišče
LEP – veliki pospeševalnik elektronov in pozitronov:
e- in e+ krožijo v nasprotnih smereh→
Uporaba E=mc2:
Detektor ATLAS
možak..tukaj…
Kriostat za hlajenje kalorimetra detektorja ATLAS.
Kako jih opazimo (delce namreč):
Detektorjidelcev
modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino,maso nastalih delcev
gospodična
Detektor DELPHI:
Detektor DELPHI:
Kdo je rekel, da delci ne morejopotovati hitrejeod svetlobe?
V snovi lahko, pri tem pa sevajo svetlobo Čerenkova!
Kako jih opazimo:
Polvodniški detektor sledi
nabit delec sprosti naboj vpolprevodnih pasovihdebeline človeškegalasu
čista soba
Kvarka b b mezona B dolga razpadna razdalja
6 mm
Laboratorij za fiziko delcev, Hamburg, Nemčija:
Institut DESYPospeševalnik HERA
obseg 6.3 km;v 1s 47000 krat okoli;
4 poskusi;sodelovanje s HERA-B
p e-/+
HERA-B je med “manjšimi” kolaboracijami v fiziki osnovnih delcev
kalorimeter –del merilne napraveHERA-B
HERA-B shematsko
Detektorji delcev
modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino,maso nastalih delcev
Laboratorij za fiziko delcev, Tsukuba, Japonska:
Pospeševalnik KEK-B11 m pod površjem;obseg 3 km;hitrost e-: 0,999999996 x hitrost svetlobe
e+ e-
B B
Detektor BELLE
Detektorjidelcev
modularna sestava – merimo energijo, gibalno količino,maso nastalih delcev
Naprava ni le naslikana:
In kaj npr. ugotovimo iz podatkov?
B razpada nekoliko drugače kot B
Delci razpadajo malenkost drugače kot anti-delci;
v dolgem razvoju vesolja jemorda prav ta malenkostpovzročila, da obstajamo v obliki, v kakršni smo:celotno vesolje je namrečsestavljeno iz snovi (delcev)in ne anti-snovi (anti-delcev)
Nobelove nagrade:
Nobelove nagrade v fiziki pospeševalnikov
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...
Zaključek