Transcript Čestice i antičestice

Od Higgsovog bozona do velihog LHC-a
• Elementarne čestice – ne mogu se razbiti na jednostavnije, ali
mogu mijenjati oblik
• Njihovo međudjelovanje objašnjava se preko četiri
fundamentalne sile: gravitacijska, elektromagnetska, slaba i
jaka
• Dijele se na leptone i hadrone
• Hadroni složene čestice sastavljene od kvarkova
• „Sužanjstvo” kvarkova i gluoni
Kvarkovi
gornji (u), donji (d), čarobni (c),
strani (s), vršni (t), dubinski (b)
Leptoni
elektron (e-) i pozitron (e+), mion (μ- · μ+), tauon (τ- · τ+),
elektronski (νe · νe), mionski (μe · μe) i tau neutrino (τe · τe)
Bozoni
Baždarni
foton (γ), gluon (g),
W i Z bozoni (W± · Z)
Hipotetske
Ostale
graviton (G)
Higgsov bozon (H0)
Barioni /
Hiperioni
nukleoni (N) – neutron (n) i proton (p)
delta (Δ), lambda (Λ), sigma (Σ), xi (Ξ) i omega barion (Ω)
Mezoni /
Kvarkoniji
pion (π), ro mezon (ρ), eta mezon (η · η′), phi mezon (φ), omega mezon (ω),
J/ψ mezon (J/ψ), upsilon mezon (ϒ), theta mezon (θ), kaon (K),
B mezon (B), D mezon (D), T mezon (T)
Ostale
Egzotični barioni
Fermioni
Elementarne
čestice
Složene
čestice
Hadroni
Hipotetske
• Jednadžba kojom je pretpostavljeno postojanje antičestica
• Antičestica je čestični par jednake mase i (ako ga imaju)
jednakog, ali suprotnog naboja
• Anihilacija
• Jednadžbu potvrdio Carl David Anderson 1932., otkrićem
pozitrona
• Formulacija koja proizlazi iz Diracove jednadžbe
• Vakuum nije prazan prostor, već je „more” čestica s negativnim
nabojem, odnosno negativnih čestica
• Otkriće pozitrona 1932. išlo je u prilog Diracovoj tezi
• Formulirao ih Richard Feynman
• Koriste se kako bi izračunali vjerojatnosti reakcija elementranih
čestica
• Sežu od jednostavnih pa do iznimno složenih, ovisno o vrsti,
broju čestica i vrsti reakcije
• Najčešće se koriste u kvantnoj teoriji polja
•
•
•
•
•
•
•
•
Ideju 1964. formulirao Peter Ware Higgs
Hipotetska elementarna čestica (jedina rupa u standardnom modelu
koji elegantno objašnjava svijet oko nas)
Jedina elementarna čestica koja još nije promatrana
Služi kao povezanost između fotona (koji nemaju masu i koriste EM
silu) i masivnih W i Z bozona (koji koriste „slabu” silu)
Eksperimenti se vode u CERN-u i Fermilabu
Ukoliko bi bila otkrivena (a indicije i teorije postoje), ova čestica
riješila bi misterij nastanka svemira i materijalnog svijeta
Higgsov bozon svim česticima (a tako i materiji) daje masu
Prema standardnom modelu, sve čestice počinju kao fotoni, odnosno
bez mase, a njihova daljnja interakcija s Higgsovim bozonom daje im
masu – tako nastaje materijalni svijet!
• CERN (Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) je najveći
laboratorij za fiziku elementarnih čestica smješten kraj Ženeve, uz francuskošvicarsku granicu
• Osnovale su ga, 1954. godine, Belgija, Danska, Francuska, Njemačka,
Grčka, Italija, Nizozemska, Norveška, Švedska, Švicarska, Ujedinjeno
Kraljevstvo i Jugoslavija
• Danas ima 20 članova
• Do sada su otkrili neutralne struje, W i Z bozone i antivodik, a razvili su i
koncept suvremenog World Wide Weba
• Danas najvažniji eksperimenti su oni s Velikim hadronskim sudaračem (LHC)
• Cilj LHC-a je, kroz niz eksperimenata koji uključuju sudare
čestica pri velikim brzinama, simulirati Veliki prasak i pokušati
otkriti temelje nastanka svemira i materije
• Eksperimenti su, nakon niza rada i probnih paljenja, službeno
započeli 30. ožujka 2010. godine
PITANJA
KORIŠTENA FIZIKA
Koja je priroda tamne tvari koja zauzima gotovo 23% mase
svemira?
Fizikalna kozmologija
Ostvaruje li se Higgsov mehanizam čestične interakcije u
prirodi? Postoji li doista hipotetski Higgsov bozon koji
objašnjava misterij svemira i materije?
Higgsov mehanizam, Higgsov bozon, standardni
model
Postoji li supersimetrija, kao proširenje standardnog modela,
doista u prirodi?
Supersimetrija, Poincaréova simetrija
Postoje li, i koliko ih ima, dodatne dimenzije u svemiru?
Teorija struna
„Zaključili smo da je od najveće važnosti da, ukoliko želimo napredovati, prepoznamo naše
neznanje i ostavimo prostora sumnji!”
- Richard P. Feynman
H
V
A
L
A
N
A
P
A
Ž
N
J
I
M
I
S
L
A
V
B
U
R
A
Z
E
R