Slide 1

AKADEMIA PODLASKA
W SIEDLCACH

WITAMY!!!


Slide 2

WYKŁAD WSTĘPNY

Przygotowali:
Agnieszka Kalata
Robert Baca
Studenci IV roku matematyki
Akademia Podlaska


Slide 3

ZAPRASZAMY NA WYSTAWĘ:


Slide 4

LHC
(Large Hadron Collider)
POŁOŻENIE


Slide 5

KRAJE CZŁONKOWSKIE
od 1964 jako państwo - obserwator

1953

1953

1992
1993

1953
1993
1953

1991

1991
1953

1959

1953

1953

1953
1986

1953

1953

1961

1999

1953


Slide 6

WIELKI ZDERZACZ
HADRONÓW
Wielki – ponieważ obwód
akceleratora wynosi 27 km
Zderzacz - bo cząstki z dwóch
przeciwbieżnych wiązek
zderzają się w czterech
miejscach, w których tory
tych wiązek się przecinają.
Hadronów - bo przyspieszane są
protony lub jony, które są
hadronami (cząstkami, które
zbudowane są z kwarków i
oddziałują silnie).


Slide 7

NIEKTÓRE DANE:
Długość obwodu tunelu akceleratora

26 659 m

Średnia głębokość tunelu akceleratora

100 m

Energia protonów w wiązce

7 TeV

Prędkość protonów w wiązce

0,999999991 c

Liczba obiegów protonu w akceleratorze na sekundę
Liczba zderzeń cząstek
Liczba rejestrowanych zderzeń
Czas życia wiązki

11 245

600 mln/s
100/s

10 h

Temperatura obwodów nadprzewodzących w tych elektromagnesach

Liczba elektromagnesów akceleratora

1,9 K

9 593

Ciśnienie w rurze wiązki

Koszt akceleratora
Koszt detektorów i gridu (w CERN-ie)

10-13atm

4,98 mld CHF
1,53 mld CHF


Slide 8

CZTERY EKSPERYMENTY:


Slide 9

TROCHĘ HISTORI:

-pierwsze wiązki protonów o energii 0,45 TeV każda - sierpień
- wrzesień 2008 r.,

-wiązki protonów o stopniowo powiększanej energii od 0,45
TeV do 3,5 TeV każda - od listopada 2009 r. do marca 2010 r.

- zderzenia wiązek protonów o energii 3,5 TeV - od marca
2010 r. do końca 2011 r.


Slide 10

Po co powstał taki ośrodek
w CERNIE?

- Uwarunkowania historyczne

-

Koszty badań

-Wykorzystanie siły intelektualnej naukowców


Slide 11

CELE CERNu:
• rozwój techniki

• badania naukowe

• edukacja

• współpraca

• poszukiwanie cząstki Higgsa (czyli boskiej cząstki)
• wytworzenie warunków jakie powstały po Wielkim Wybuchu


Slide 12

OSIĄGNIĘCIA CERNU:
W okresie istnienia CERN-u dokonano w nim wielu ważnych odkryć w fizyce cząstek
oraz innych dziedzinach nauki
i wszystkie te odkrycia przyczyniły się do lepszego zrozumienia Wszechświata.

• WWW (World Wide Web)
• INTERNET
• GRID
• ODKRYCIE BOZONÓW POŚREDNICZĄCYCH


Slide 13

CO CHCEMY WIEDZIEĆ
DZIĘKI EKSPERYMENTOM LHC?
Obowiązujący dzisiaj Model Standardowy cząstek nie wyjaśnia źródła masy.
Teoria przewiduje istnienie pola Higgsa i tzw. cząstki Higgsa odpowiedzialnej
za masę cząstek. Eksperymenty LHC mają wykazać, czy taka cząstka istnieje.
Eksperymenty LHC mają rozstrzygnąć czy istnieją bardziej masywne cząstki
niż dotychczas znane w Modelu Standardowy- tzw. supersymetryczne cząstki.
Eksperymenty mają pomóc wyjaśnić istotę tajemniczej ciemnej masy
i ciemnej energii wypełniającej w 95% Wszechświat.
Eksperymenty powinny stworzyć możliwość badania plazmy kwarkowo-gluonowej
tj. warunków panujących krótko po Wielkim Wybuchu.
Eksperymenty mają wyjaśnić tajemnice nierównowagi miedzy materia i
antymaterią.


Slide 14

ROZWÓJ NASZEJ WIEDZY NA TEMAT
BUDOWY MATERII

Neutrony i protony
składają się
z kwarków (1964).

Dziś

Jądro złożone jest
z protonów (1919)
i neutronów (1932)

Elektrony krążą
wokół dodatnio
naładowanego
jądra (1911).

Atom składa się z
elektronów
i dodatnich obiektów
(1897 - J J Thomson).

Ponad 100 lat temu


Slide 15

NAJMNIEJSZE SKŁADNIKI MATERII
-WIEDZA WSPÓŁCZESNA
Leptony

Kwarki

Bozony pośredniczące


Slide 16

NAJMNIEJSZE SKŁADNIKI MATERII
-WIEDZA WSPÓŁCZESNA
Hadrony = Mezony + Bariony
Hadrony to cząstki złożone z kwarków

Mezony = kwark + antykwark

Bariony = trzy kwarki


Slide 17

Elementarne nośniki
oddziaływań (bozony)


Slide 18

CZĄSTKI HIGGSA
POLE HIGGSA


Slide 19


Slide 20

SKŁADNIKI WSZECHŚWIATA
WEDŁUG OSTATNICH BADAŃ


Slide 21

CZYM JEST CIEMNA MATERIA?

Większość materii Wszechświata jest dla nas niewidzialna
– wedle obecnych szacunków, aż 84% materii Wszechświata stanowi
tajemnicza substancja, zwana ciemną materią.

Specjaliści od fizyki cząstek elementarnych przypuszczają,
że ciemną materię stanowią tak zwane cząstki supersymetryczne.
Liczą oni na to, iż cząstki te uda się odkryć w akceleratorze LHC.


Slide 22

CZYM JEST CIEMNA ENERGIA?
Ciemna energia – w kosmologii jest hipotetyczną formą energii,
która wypełnia całą przestrzeń i wywiera na nią ujemne ciśnienie,
wywołując rozszerzanie się Wszechświata.
Jest to jedno z pojęć wprowadzone w celu wyjaśnienia przyspieszania
ekspansji kosmosu oraz problemu brakującej masy we Wszechświecie.


Slide 23

CZARNA DZIURA
Czarna dziura jest tworem grawitacji,
której podlegają zarówno cząstki o małych,
jak i o dużych masach, a nawet światło.


Slide 24

EKSPERYMENTY W LHC
- ZADANIA


Slide 25

ATLAS
największy obecnie detektor

Poszukiwanie:
- cząstki Higgsa
- dodatkowych wymiarów
- cząstek tworzących ciemną materię

Wymiary

46 m (dług.) x 25 m
(wys.) x 25 m (szer.)

Masa

7 000 ton

Koszt

427 mln CHF


Slide 26

CMS
Poszukiwanie:
- cząstki Higgsa
- dodatkowych wymiarów
- cząstek tworzących ciemną materię

Wymiary

21 m (dług.) x 15 m (wys.) x 15 m (szer.)

Masa

12 500 ton

Pole magnetyczne

4T

Koszt

400 mln CHF


Slide 27

ALICE
...podróż do początku Wszechświata…
ALICE jest eksperymentem badającym plazmę kwarkowo-gluonową
w zderzeniach jonów ołowiu,
co pozwoli odtworzyć w laboratorium warunki tuż po Wielkim Wybuchu,
zanim powstały takie cząstki jak proton i neutron.

Wymiary

26 m (dług.) x 16 m (wys.) x 16 m (szer.)

Masa

10 000 ton

Koszt

148 mln CHF


Slide 28

LHCb
LHCb jest eksperymentem poświęconym badaniom mezonów B
zawierających kwarki piękne (kwarki b)
i pozwoli nam zrozumieć,
dlaczego nasz Wszechświat jest zbudowany prawie całkowicie z materii, a nie antymaterii.


Slide 29

JAK TO DZIAŁA????

Zapraszamy na naszą wystawę,
gdzie mamy nadzieję znajdą Państwo odpowiedzi na wszystkie pytania!


Slide 30

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ