Fizyka na LHC - Higgs
|
|
- Mirosław Kwiecień
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Fizyka na LHC - Higgs XI Program fizyczny LHC. Brakujący element. Pole Higgsa. Poszukiwanie Higgsa na LEP. Produkcja Higgsa na LHC. ATLAS. Wyniki doświadczalne Teraz na LHC 1
2 FIZYKA NA LHC Unifikacja oddziaływań elektrosłabych została potwierdzona na eksperymentach na LEPie, ale nie zostało potwierdzone odkrycie bozonu Higgsa. Zbyt niska energia nie pozwoliła również na zbadanie fizyki kwarka t. Projekt LHC W CERNie z energią wiązek protonów 7 TeV: obserwacja bozonu Higgsa (jednego, dwóch?), jako sposobu na wyjaśnienie masy cząstek, roztrzygnięcie poprawności proponowanych modeli, badanie niezachowania parzystości kombinowanej CP (w celu wyjaśnienia braku antymaterii), badania fizyki kwarku t i leptonu tau. obserwacja cząstek supersymetrycznych (teorie SUSY), jako kandydatów na ciemną energię i oszacowanie skali Wielkiej Unifikacji, Należy również zauważyć, że budowa LHC przyczyniła się do znacznego postępu w elektronice i informatyce. 2
3 Bozon Higgsa po co? Wróćmy do konstrukcji teorii w QED, która jest teorią najlepiej przeliczoną i najlepiej zbadaną doświadczalnie, symetria cechowania pola oznaczała istnienie oddziaływania fotonów z elektrycznie naładowanymi cząstkami. Kłopot polegała na tym, że w równaniu Diraca leptony były bezmasowe. Przy próbie unifikacji oddz. elektromagnetycznych i słabych, cechowanie pola doprowadziło do opisu oddz. za pomocą czterech BEZMASOWYCH bozonów W1,2,3 i B. Fizycznie oddz. przenoszone poprzez prądy naładowane (W+-) oraz neutralne (Z0 i foton), które są kombinacjami pól W3 i B Z 0 =W 3 cos W B sin W =W 3 sin W B cos W sin w 0.5 W tym opisie pojawia się problem niezgodności z doświadczeniem bozony W i Z są całkiem masywne. MW e ~100 GeV G Proponowanie rozwiązanie polega na wprowadzeniu dodatkowego pola (Higgsa). Cząstki oddziałując z nim, widziane będą jako ciężkie. W teorii kwantowej istnienie pola oznacza istnienie cząstki, czyli pole to cząstki, które ze sobą oddziałują. Przy odpowiednich warunkach (wysoka energia) cząstki ta może być obserwowana. W ramach MS powinnien być jeden neutralny bozon Higgsa, w tzw. rozszerzeniach (supersymetrycznych) MS nawet 5 bozonów Higgsa. 3
4 Pole Higgsa W najprostszej wersji postuluje się istnienie jednego neutralnego skalarnego bozonu Higgsa. Dodatkowe pole jest opisywane jako dodatkowy człon (masowy) w lagranżianie. L=T U = μ ϕ 2 V (ϕ) dla swobodnej cząstki skalarnej o masie µ (ϕ- funkcja falowa) 1 1 V (ϕ)= μ 2 ϕ 2+ λ ϕ 4 +const 2 4 minimum potencjału dwa rozw: V =0, ϕ człon masowy gdy min =0 dodatkowy człon opisujący oddziaływanie cząstek ze sobą (masywnych) ϕ(μ 2+λ ϕ2)=0, - stałe rzeczywiste lub: min=±v v 1,2 = zwykła cząstka, stan próżni z V=0 nieskończenie wiele stanów próżniowych, a układ fizyczny znajduje się w jednym z nich. ŁAMANIE SYMETRII 4
5 Pole Higgsa Po wprowadzeniu nowego pola, w stanie o najniższej energii pole jest różne od zera, mówimy o próżniowej wartości oczekiwanej dla skalarnego pola bozonowego. Mamy dwa minima min,podstawiając je do L i dokonując rozwinięcia w L wokół v1,2 widać będzie człon masowy z rzeczywistą dodatnią masą. 1 v L= 2 v = m= v 2 por. r. Kleina-Gordona ϕ min=±v 2 μ 2 v 1,2 = λ Mechanizm Higgsa polegał zatem na tym, że do lagranżianu o pewnej symetrii dodaliśmy człon pochodzący od skalarnego pola. Próba minimalizacji potencjału doprowadziła do obserwacji, że stan próżni oznacza niezerowe pole, czyli obecność cząstki. Efekt ten nazwany został Spontanicznym Łamaniem Symetrii (SSB) i jest obserwowany w wielu aspektach, również makroskopowych (przykł). Peter Higgs wykazał, że takie niezerowe pole stawia opór cząstkom, które z nim oddziałują, czyli nadaje cząstkom masę. Mechanizm Higgsa podaje masy bozonów W+- i Z0 oraz przewiduje, że fermiony mają masę, ale o nieznanej wartości (masa pozostaje parametrem empirycznym) 5
6
7
8
9
10 Higgs w MS Pierwsze poszukiwania bozonu Higgsa przy dostępnych energiach LEPu obejmowały procesy: M H ~ GeV Stałe sprzężenia są proporcjonalne do masy cząstek w wierzchołku, zatem higgs najczęściej będzie rozpadał się do ciężkich cząstek. SYGNAŁ TŁO PV B-vtx Wykorzystując długi czas życia mezonów B, najlepszą sygnaturą były odseparowane wierzchołki pierwotny i wtórny (kilka mm). 10
11 Produkcja Higgsa w LHC energia zderzającego się partonu: 11
12 Produkcja Higgsa w LHC 12
13 Rozpady Higgsa Bozon Higgsa rozpada się najczęściej na najcięższe cząstki. gdy mh<2mw głównie: H 0 b b 10 % H gdy 2mW <mh<2mt: H 0 Z Z oraz H 0 W + W - gdy mh>2mt: H0 Z Z H0 W +W - H 0 t t ale szuka się bardzo atrakcyjnego doświadczalnie H0 13
14 Higgs na LHC mh< 2 MZ 0 b Dominującym rozpadem jest H b (LEP), ale w środowisku hadronowym z licznymi pekami hadronów, rozpad higgsa zginałby w tle. W tym obszarze szuka się raczej rozpadów dwufotonowych: H 0 BR~10 3 Wygląda na całkiem przyjazny proces doświadczalny, a tymczasem... 14
15 IRL Był czy też nie był? 15
16 16
17 Higgs na LHC mh> 2 MZ Doświadczalnie łatwiej jest rejestrować leptony szukamy zatem przypadków z czterema leptonami w stanie końcowym MC MC niestety BR na te procesy są bardzo rzadkie 17
18 DANE 18
19 ATLAS największy detektor 19
20 Niezwykły układ pola magnetycznego: 8 cewek nadprzewodzących daje pole 8 T solenoid o polu 2T za detektorem wewnętrznym 20
21 21
22 Z
23 Higgs na ILC Przy zderzeniach elektronów oczekuje się na sygnał bardzo czysty 23
24 Zachowanie parzystości CP Jeżeli sprawdzimy, jak transformuje się rozpad pionu w operacji CP: to wydaje się, że symetria CP jest zachowana. Zachowanie parzystości ładunkowo-przestrzennej CP oznacza, że dla każdego procesu elementarnego, po dokonaniu sprzężenia ładunkowego C i odbicie zwierciadlanego P, otrzymamy realny proces fizyczny, który zachodzi z identyczną częstością. Do roku 1964 uważano, że symetria CP jest zachowana również w procesach słabych. 24
25 Kaony neutralne Należy znaleźć proces, w którym CP byłoby łamane - rozpady kaonów. Mezony K0 i anty-k0 są produkowane w oddziaływaniach silnych jako dwa różne stany: Stany te różnią się również silnymi procesami, którymi podlegają. Dla oddziaływań silnych K0 i anty- K0 to dwie zupełnie różne cząstki. C K 0 > = K 0 > C K 0 > = K 0 > P K 0 > = K 0 > P K 0 > = K 0 > Przy operacji CP mamy: CP K 0 > = K 0 > CP K 0 > = K 0 > czyli ani K0 ani antyk0 nie są stanami własnymi CP 25
26 Kaony neutralne a w dodatku możliwe są słabe procesy: czyli dla oddz. słabych mezony K0 istnieją zawsze jako kombinacja K0 i antyk0 26
27 Łamanie parzystości CP Stany te są stanami własnymi operatora CP: i różnią się czasami życia (K-short i K-long) jeżeli parzystość CP jest zachowana, to rozpady do stanów końcowych o określonym CP rozróżniałyby te stany: CP= +1 CP=-1 27
28 Łamanie parzystości CP A mamy: K- long rozpada się również na dwa piony! efekt jest bardzo słaby oraz: K 0L l+ - K 0L l K L l K L l Badania nad niezachowaniem CP oznaczają zatem poszukiwanie procesów, które nie zachowują tej liczby oraz procesów, które przebiegają inaczej dla cząstek i antycząstek. bezwzględna różnica pomiędzy materią a antymaterią! Ewolucja w czasie układu neutralnych kaonów (oscylacje dziwności): [ 1 0 t = K 0 K 0 e 2 P t = K 0 0 t 2= [ m s t s t 2 K 0 K 0 e m s t S L 2 1 s t L t e e 2 e 4 s t 2 ] ] cos m t 28
29 Mezony B Podobne efekty zaobserwowano również w sektorze mezonów B (Belle, Babar, projekt LHCb). Łamanie CP bada się BEZPOŚREDNIO: częstości rozpadów sprzężonych ładunkowo są różne: B 0 K - + B 0 K + - lub POŚREDNIO częstości rozpadów mezonów i antymezonów na ten sam stan końcowy mają inną zależność czasową: 0 0 t B f t B f poprzez interferencję procesów, w których mezon B0 dał określony stan końcowy oraz dał ten sam stan końcowy, ale po zmianie (oscylacji) na antyb0. 29
30 Łamanie CP poprzez interferencję parametry oscylacji zależą od różnicy mas i szerokości rozpadów pomiędzy mezonem a antymezonem B 0d B 0d B0s B 0s 30
31 31
32 Poza Modelem Standardowym Model standardowy to teoria w której leptony i kwarki oddziałują ze sobą poprzez wymianę bozonów pośredniczących. Opis oddziaływań elektrosłabych i silnych bardzo dobrze zgadza się z doświadczeniem. Po rozwiązaniu problemu mas cząstek, MS nie przewiduje Wielkiej Unifikacji (GUT), a w szczególności nie unifikuje oddz. grawitacyjnych. W MS aż 19 parametrów wyznaczanych jest eksperymentalnie. W MS nic nie wiadomo o masach neutrin. To, co wykracza poza MS nazywamy Nową Fizyką (lub Beyond Standard Model) Unifikacja oddziaływań (GUT) przy pewnej skali energii stałe oddziaływań przyjmują tę samą wartość, ale obliczenia pokazują, że w obszarze GeV stałe te zbiegają się tylko parami. Problem hierarchii dlaczego jest tak duża przerwa w skali energii pomiędzy unifikacją elektrosłabą a GUT (102 GeV a 1016 GeV), a mało brakuje do SGUT (1019 GeV)? Jest to przesłanka, że w tym obszarze jest miejsce na nowe zjawiska. Problem ekspansji Wszechświata i składników Ciemnej Energii. Rozpad protonu? Jednym z rozwiązań jest wprowadzenie nowego świata cząstek cząstek supersymetrycznych. Teoria MSSM Minimal Supersymmetric Standard Model 32
33 MSSM Główne założenie tej teorii wprowadza symetrię pomiędzy kwarkami i leptonami (kwarki mogą przechodzić w leptony i na odwrót LEPTOKWARKI). Przejście zachodzi poprzez wymianę bozonu X. Mamy operator Q: bozon >= fermion > Q który zmienia spin cząstki. Pojawiają się supersymetryczni partnerzy zwykłych cząstek (o ciekawych nazwach). 33
34 SUSY wielka unifikacja Gdyby masa najlżejszej s-cząstki była rzędu MW, skala GUT przesuwa się do 1016 GeV. Zmierzone stałe sprzeżenia zbiegają się przy skali GUT w SUSY a nie w MS. Czas życia protonu byłby rzędu 1033 lat. Gdyby supersymetria była symetrią dokładną, masy cząstek i ich s-cząstek byłyby takie same (no i byłyby już obserwowane). Brak obserwacji cząstki Higsa daje się wytłumaczyć istnieniem ciężkich cząstek supersymetrycznych. Przy teoriach SUSY jest bardzo dużo przewidywać łamania CP (np. elektryczny moment dipolowy neutronu) 34
35 Parzystość R Każdy fermion ma swojego supersymetrycznego partnera bozonowego. Każdy bozon ma swojego partnera fermionowego. W teoriach supersymetrycznych jest więcej cząstek Higgsa. Supersymetryczne bozony pośredniczące są mieszaniną s-bozonów: +- gaugino =, W Z 0 chargino +, neutralino 1,2,3,4 = higgsino, gaugino 1,2 Symetria zakłada te same masy, ładunki i stałe sprzężenia dla partnerów. A skoro nie udało się nam na razie znaleźć cząstek SUSY, to znaczy, że są one bardzo ciężkie. M SUSY 100 GeV Liczba kwantowa zdefiniowana jako: R= 1 2J 3B L +1 Cząstki MS -1 Cząstki SUSY gdyby była zachowana w oddziaływaniach: cząstki SUSY produkowane w parach, najlżejsza cząstka (LSP) powinna być stabilna, LSP bardzo słabo oddziałuje (jak neutrino nie widzimy go), LSP jest kandydatem na ciemną energię, oddziałują tylko grawitacyjnie LSP χ01 (mieszanina fotina, zina i higsina) 35
36 SUSY w LHC Jeśli SUSY istnieje, to łatwo (i szybko) może być znaleziona na LHC do 3 TeV. Dzięki dużemu przekrojowi czynnemu i spektakularnym sygnaturom tło do tych procesów jest małe. Jeśli nic nie znajdziemy na LHC: SUSY umrze Jeśli ją znajdziemy: powinniśmy zmierzyć masy niektórych cząstek i zidentyfikować spin. 36
37 Higgs SUSY Teoria supersymetryczne przewiduje istnienie pięciu bozonów Higgsa 37
38 Podsumowanie 1. W ramach Modelu Standardowego przewidziana jest produkcja neutralnego bozonu Higgsa. Badania na LEPie postawiły granicę MH>114 GeV Najnowsze wyniki (ATLAS, CMS) pokazują znaczący statystycznie wynik. 3. Symetrie C, P i CP - łamanie. 4. Łamanie CP w słabych rozpadach kaonów i mezonów B. 5. Poza Modelem Standardowym (BSM) supersymetria. 6. Ciemna materia 38
Bozon Higgsa oraz SUSY
Bozon Higgsa oraz SUSY Bozon Higgsa Poszukiwania bozonu Higgsa w LEP i Tevatronie - otrzymane ograniczenia na masę H Plany poszukiwań w LHC Supersymetria (SUSY) Zagadkowe wyniki CDF Masy cząstek cząstki
LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN
LHC i po co nam On Piotr Traczyk CERN LHC: po co nam On Piotr Traczyk CERN Detektory przy LHC Planowane są 4(+2) eksperymenty na LHC ATLAS ALICE CMS LHCb 5 Program fizyczny LHC 6 Program fizyczny LHC
LHC: program fizyczny
LHC: program fizyczny Piotr Traczyk CERN Detektory przy LHC Planowane są 4(+2) eksperymenty na LHC ATLAS ALICE CMS LHCb 2 Program fizyczny LHC Model Standardowy i Cząstka Higgsa Poza Model Standardowy:
Oddziaływania elektrosłabe
Oddziaływania elektrosłabe X ODDZIAŁYWANIA ELEKTROSŁABE Fizyka elektrosłaba na LEPie Liczba pokoleń. Bardzo precyzyjne pomiary. Obserwacja przypadków. Uniwersalność leptonów. Mieszanie kwarków. Macierz
Atomowa budowa materii
Atomowa budowa materii Wszystkie obiekty materialne zbudowane są z tych samych elementów cząstek elementarnych Cząstki elementarne oddziałują tylko kilkoma sposobami oddziaływania wymieniając kwanty pól
Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa
Cząstki i siły tworzące nasz wszechświat Piotr Traczyk IPJ Warszawa Plan Wstęp Klasyfikacja cząstek elementarnych Model Standardowy 2 Wstęp 3 Jednostki, konwencje Prędkość światła c ~ 3 x 10 8 m/s Stała
Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?
Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy? Sławomir Stachniewicz, IF PK 1. Standardowy model cząstek elementarnych Model Standardowy to obecnie obowiązująca teoria cząstek elementarnych, które są składnikami
Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak
Fizyka cząstek elementarnych Tadeusz Lesiak 1 WYKŁAD XII Fizyka spoza modelu standardowego T.Lesiak Fizyka cząstek elementarnych 2 Model Standardowy nie jest doskonały Problem 1: zbyt dużo parametrów co
Wykład XIII: Rozszerzenia SM, J. Gluza
Skala X, skala Plancka Dla MS biegnące stałe sprzężenia przecinają się w okolicy 10^15 GeV, Grawitacja dołącza się przy około 10^19 GeV, gdy oddizaływanie grawitacyjne jest porównywalne z masą spoczynkową
WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 8 1 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 2.12. 2009 Współczesne eksperymenty-wprowadzenie Detektory Akceleratory Zderzacze LHC Mapa drogowa Tevatron-
Teorie wielkich unifikacji
Teorie wielkich unifikacji Sukcesy i porażki Modelu Standardowego Przesłanki dla wielkich unifikacji Biegnące stałe sprzężenia Teoria SU(5) i przewidywania rozpadu protonu Poszukiwanie rozpadu protonu
Model Standardowy i model Higgsa. Sławomir Stachniewicz, IF PK
Model Standardowy i model Higgsa Sławomir Stachniewicz, IF PK 1. Wstęp. Model Standardowy to obecnie obowiązująca teoria cząstek elementarnych, które są składnikami materii. Model Higgsa to dodatek do
LEPTON TAU : jako taki, oraz zastosowania. w niskich i wysokich energiach. Zbigniew Wąs
LEPTON TAU : jako taki, oraz zastosowania w niskich i wysokich energiach Zbigniew Wąs Podziękowania: A. Kaczmarska, E. Richter-Wąs (Atlas); A. Bożek (Belle); T. Przedziński, P. Golonka (IT); R. Decker,
WYKŁAD
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 14 12.01.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Poza Modelem Standardowym Poza Modelem Standardowym dążenie do unifikacji Model Standardowy: symetria
Compact Muon Solenoid
Compact Muon Solenoid (po co i jak) Piotr Traczyk CERN Compact ATLAS CMS 2 Muon Detektor CMS był projektowany pod kątem optymalnej detekcji mionów Miony stanowią stosunkowo czysty sygnał Pojawiają się
Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych
Fizyka cząstek elementarnych i oziaływań postawowych Wykła 14 Poza moel stanarowy Jerzy Kraśkiewicz Oscylacje netrin W minimalnym MS netrina są bezmasowe. Obecnie wykryto, Ŝe netrina mają masę! Oscylacje
Na tropach czastki Higgsa
Na tropach czastki Higgsa Wykład inauguracyjny 2004/2005 A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Na tropach czastki Higgsa Wykład inauguracyjny 2004/2005
Supersymetria. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XII
Supersymetria Wykład XII Elementy fizyki czastek elementarnych Problemy Modelu Standardowego Supersymetria Widmo czastek Przewidywania Obecne wyniki Przyszłe poszukiwania Model Standardowy Przypomnienie
Oddziaływania fundamentalne
Oddziaływania fundamentalne Silne: krótkozasięgowe (10-15 m). Siła rośnie ze wzrostem odległości. Znaczna siła oddziaływania. Elektromagnetyczne: nieskończony zasięg, siła maleje z kwadratem odległości.
Bozon Higgsa & SUSY & DM
Bozon Higgsa & SUSY & DM Niezmienniczość cechowania Bozon Higgsa Poszukiwanie bozonu Higgsa w LEP i LHC Supersymetria Ciemna materia Unifikacja elektrosłaba (slajd z wykładu 6) e + g w W + ν ν e µ µ +
Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak
Fizyka cząstek elementarnych Tadeusz Lesiak 1 WYKŁAD IX Oddziaływania słabe T.Lesiak Fizyka cząstek elementarnych 2 Rola oddziaływań słabych w przyrodzie Oddziaływania słabe są odpowiedzialne (m.in.) za:
Oddziaływania słabe i elektrosłabe
Oddziaływania słabe i elektrosłabe IX ODDZIAŁYWANIA SŁABE Kiedy są widoczne. Jak bardzo są słabe. Teoria Fermiego Ciężkie bozony pośredniczące. Łamanie parzystości P. ODDZIAŁYWANIA ELEKTROSŁABE Słabe a
Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.
Cząstki elementarne Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków. Cząstki elementarne Leptony i kwarki są fermionami mają spin połówkowy
Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych
Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych Wykład 1 Wstęp Jerzy Kraśkiewicz Krótka historia Odkrycie promieniotwórczości 1895 Roentgen odkrycie promieni X 1896 Becquerel promieniotwórczość
Odkrywanie supersymetrii - przypadek ciężkich sfermionów
Odkrywanie supersymetrii - przypadek ciężkich sfermionów Krzysztof Rolbiecki (IFT UW) we współpracy z: K. Desch, J. Kalinowski, G. Moortgat-Pick, J. Stirling JHEP 612, 7 (26) Warszawa, 9/3/27 1. Wstęp
Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski
Cząstki elementarne wprowadzenie Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski Historia badania struktury materii XVII w.: ruch gwiazd i planet, zasady dynamiki, teoria grawitacji, masa jako
Supersymetria, czyli super symetria
28 Supersymetria, czyli super symetria Piotr Korcyl Instytut Fizyki UJ W niniejszym artykule chciałbym zaprosić Państwa do świata cząstek elementarnych. Zamierzam przedstawić Państwu kilka zagadnień, na
Supersymetria. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XII
Supersymetria Wykład XII Problemy Modelu Standardowego Supersymetria Widmo czastek Przewidywania Obecne wyniki Przyszłe poszukiwania Mały Higgs Elementy fizyki czastek elementarnych Model Standardowy Przypomnienie
Skad się bierze masa Festiwal Nauki, Wydział Fizyki U.W. 25 września 2005 A.F.Żarnecki p.1/39
Skad się bierze masa Festiwal Nauki Wydział Fizyki U.W. 25 września 2005 dr hab. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Skad się bierze masa Festiwal Nauki,
Supersymetria. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XII. Założenia. Widmo czastek Przewidywania Obecne wyniki Przyszłe poszukiwania
Supersymetria Wykład XII Założenia Elementy fizyki czastek elementarnych Widmo czastek Przewidywania Obecne wyniki Przyszłe poszukiwania Mały Higgs Problem hierarchi Czy Model Standardowy może pozostać
Fizyka cząstek 5: Co dalej? Brakujące wątki Perspektywy Astrocząstki
Fizyka cząstek 5: Co dalej? Brakujące wątki Perspektywy Astrocząstki Brakujące ogniwo Przypomnienie: brakujący bozon Higgsa! Oczekiwania: nietrwały, sprzężenie najsilniejsze do najcięższych cząstek. Ważny
Symetrie. D. Kiełczewska, wykład 5 1
Symetrie Symetrie a prawa zachowania Spin Parzystość Spin izotopowy Multiplety hadronowe Niezachowanie parzystości w oddz. słabych Sprzężenie ładunkowe C Symetria CP Zależność spinowa oddziaływań słabych
Oddziaływania podstawowe
Oddziaływania podstawowe grawitacyjne silne elektromagnetyczne słabe 1 Uwięzienie kwarków (quark confinement). Przykład działania mechanizmu uwięzienia: Próba oderwania kwarka d od neutronu (trzy kwarki
Symetrie. D. Kiełczewska, wykład 5 1
Symetrie Symetrie a prawa zachowania Spin Parzystość Spin izotopowy Multiplety hadronowe Niezachowanie parzystości w oddz. słabych Sprzężenie ładunkowe C Symetria CP Zależność spinowa oddziaływań słabych
czastki elementarne Czastki elementarne
czastki elementarne "zwykła" materia, w warunkach które znamy na Ziemi, które panuja w ekstremalnych warunkach na Słońcu: protony, neutrony, elektrony. mówiliśmy również o neutrinach - czastki, które nie
Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe 4.IV.2012
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 8sem.letni.2011-12 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Oddziaływania słabe Cztery podstawowe siły Oddziaływanie grawitacyjne Działa między wszystkimi cząstkami, jest
Motywacja do dokładnego wyznaczania elementów macierzy Cabbibo-Kobayashi-Maskawy ( )
Lucja Sławianowska 7 grudnia 2001 Motywacja do dokładnego wyznaczania elementów macierzy Cabbibo-Kobayashi-Maskawy ( ) macierz opisuje łamanie CP i niezachowanie zapachu w Modelu Standardowym jest to jedyne
WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)
WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK Julia Hoffman (NCU) WSTĘP DO WSTĘPU W wykładzie zostały bardzo ogólnie przedstawione tylko niektóre zagadnienia z zakresu fizyki cząstek elementarnych. Sugestie, pytania, uwagi:
WYKŁAD 12. Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów. Poza Modelem Standardowym. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
M. Krawczyk, AF. Żarnecki - Wykład 12 1 Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów WYKŁAD 12 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Poza Modelem Standardowym Problemy Modelu Standardowego Wiele parametrow
Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania
Elementy Fizyki Jądrowej Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania atom co jest elementarne? jądro nukleon 10-10 m 10-14 m 10-15 m elektron kwark brak struktury! elementarność... 1897 elektron (J.J.Thomson)
Czego oczekujemy od LHC? Piotr Traczyk. IPJ Warszawa
Czego oczekujemy od LHC? Piotr Traczyk IPJ Warszawa Plan 1)Dwa słowa o LHC 2)Eksperymenty i program fizyczny 3)Kilka wybranych tematów - szczegółowo 2 LHC Large Hadron Collider UWAGA! Start jeszcze w tym
Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN
Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN mgr inż. Małgorzata Janik - majanik@cern.ch mgr inż. Łukasz Graczykowski - lgraczyk@cern.ch Zakład Fizyki Jądrowej, Wydział
WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 25.11.2011
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 8 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 25.11.2011 Współczesne eksperymenty Wprowadzenie Akceleratory Zderzacze Detektory LHC Mapa drogowa Współczesne
Spis treści. Fizyka wczoraj, dziś, jutro. Z naszych lekcji. Olimpiady, konkursy, zadania. Astronomia dla każdego
Spis treści Fizyka wczoraj, dziś, jutro Archeologia XXI wieku 4 Sławomir Jędraszek Tajemnica Gwiazdy 19 Betlejemskiej okiem astronoma Piotr Gronkowski, Marcin Wesołowski Z naszych lekcji Dlaczego warto
Wstęp do Modelu Standardowego
Wstęp do Modelu Standardowego Plan Wstęp do QFT (tym razem trochę równań ) Funkcje falowe a pola Lagranżjan revisited Kilka przykładów Podsumowanie Tomasz Szumlak AGH-UST Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej
Co dalej z fizyką cząstek czy LHC udzieli na to pytanie odpowiedzi? 1
Co dalej z fizyką cząstek czy LHC udzieli na to pytanie odpowiedzi? 1 Marek Zrałek Zakład Teorii Pola i Cząstek Elementarnych Ludzie od zawsze pragnęli zrozumieć z czego składa się wszystko to, co nas
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki 27 listopada 2018 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 27 listopada 2018 1 / 28 1 Budowa materii (przypomnienie)
Wielka Unifikacja. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XI. Co to jest ładunek?... Biegnaca stała sprzężenia i renormalizacja w QED Pomiar
Wielka Unifikacja Wykład XI Co to jest ładunek?... Elementy fizyki czastek elementarnych Biegnaca stała sprzężenia i renormalizacja w QED Pomiar Biegnaca stała sprzężenia QCD Unifikacja SU(5) Leptokwarki
Boska cząstka odkryta?
FOTON 118, Jesień 2012 27 Boska cząstka odkryta? Krzysztof Fiałkowski Instytut Fizyki UJ 4 lipca 2012 roku w wielkiej sali seminaryjnej CERNu w Genewie odbyło się nadzwyczajne seminarium. Organizatorzy
Oddziaływania. Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana. Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED)
Oddziaływania Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED) Teoria Yukawy Zasięg oddziaływań i propagator bozonowy Równanie Diraca Antycząstki; momenty
Obserwacja Nowej Cząstki o Masie 125 GeV
Obserwacja Nowej Cząstki o Masie 125 GeV Eksperyment CMS, CERN 4 lipca 2012 Streszczenie Na wspólnym seminarium w CERN i na konferencji ICHEP 2012 [1] odbywającej się w Melbourne, naukowcy pracujący przy
Wstęp do Modelu Standardowego
Paweł Malecki Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk Kraków PL Wstęp do Modelu Standardowego 1 Plan Rys historyczny Pierwsze cząstki Cząstki co jest elementarne? Oddziaływania Symetrie Mechanizm
Wykład 43 Cząstki elementarne - przedłużenie
Wykład 4 Cząstki elementarne - przedłużenie Hadrony Cząstki elementarne oddziałujące silnie nazywają hadronami ( nazwa hadron oznacza "wielki" "masywny"). Hadrony są podzielony na dwie grupy: mezony i
Już wiemy. Wykład IV J. Gluza
Już wiemy Oddziaływania: QED, QCD, słabe Ładunek kolor, potencjały w QED i QCD Stała struktury subtelnej zależy od odległości od ładunku: wielkie osiągnięcie fizyki oddziaływań elementarnych (tzw. running)
WYKŁAD 8. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 8 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Oddziaływania słabe Cztery podstawowe siłyprzypomnienie Oddziaływanie grawitacyjne Działa między wszystkimi cząstkami, jest
Unifikacja elektro-słaba
Unifikacja elektro-słaba ee + Anihilacja Oddziaływania NC (z wymianą bozonu ) - zachowanie zapachów Potrzeba unifikacji Warunki unifikacji elektro-słabej Rezonans Liczenie zapachów neutrin (oraz generacji)
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego 21 listopada 2017 A.F.Żarnecki WCE Wykład
Podstawy Fizyki Jądrowej
Podstawy Fizyki Jądrowej III rok Fizyki Kurs WFAIS.IF-D008.0 Składnik egzaminu licencjackiego (sesja letnia)! OPCJA: Po uzyskaniu zaliczenia z ćwiczeń możliwość zorganizowania ustnego egzaminu (raczej
Pierwsze dwa lata LHC
Pierwsze dwa lata LHC Barbara Wosiek Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, Polskiej Akademii Nauk Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków barbara.wosiek@ifj.edu.pl 2011-10-21 B. Wosiek, Sem.
Wstęp do Modelu Standardowego
Wstęp do Modelu Standardowego Dynamika oddziaływań cząstek Elektrodynamika kwantowa (QED) Chromodynamika kwantowa (QCD) Oddziaływania słabe Tomasz Szumlak AGH-UST Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej
Oddziaływania. Przekrój czynny Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana. Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED)
Oddziaływania Przekrój czynny Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED) Teoria Yukawy Zasięg oddziaływań i propagator bozonowy Równanie Diraca
2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424
2008/2009 seweryn.kowalski@us.edu.pl Seweryn Kowalski IVp IF pok.424 Plan wykładu Wstęp, podstawowe jednostki fizyki jądrowej, Własności jądra atomowego, Metody wyznaczania własności jądra atomowego, Wyznaczanie
Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe
Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe Spotkanie 3 Porównanie modeli rozpraszania do pomiarów na Wielkim Zderzaczu Hadronów LHC i przyszłość fizyki cząstek Rafał Staszewski Maciej Trzebiński
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 7 21.IV TEORIA Symetria i jej łamanie
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 7 21.IV.2009 TEORIA Symetria i jej łamanie CEL.. dotrzeć do tych uniwersalnych elementarnych praw przyrody, z których kosmos może być zbudowany przez czyste wnioskowanie.
Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS
Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS Artur Kalinowski Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski Warszawa, 7 grudnia 2012 DETEKTOR CMS DETEKTOR CMS Masa całkowita : 14
Oddziaływanie pomiędzy kwarkami i leptonami -- krótki opis Modelu Standardowego
Oddziaływanie pomiędzy kwarkami i leptonami -- krótki opis Modelu Standardowego Początkowe poglądy na temat oddziaływań Ugruntowanie poglądów poprzednich- filozofia mechanistyczna Kartezjusza ciała zawsze
Symetrie. D. Kiełczewska, wykład9
Symetrie Symetrie a prawa zachowania Zachowanie momentu pędu (niezachowanie spinu) Parzystość, sprzężenie ładunkowe Symetria CP Skrętność (eksperyment Goldhabera) Zależność spinowa oddziaływań słabych
Wstęp do chromodynamiki kwantowej
Wstęp do chromodynamiki kwantowej Wykład 1 przez 2 tygodnie wykład następnie wykład/ćwiczenia/konsultacje/lab proszę pamiętać o konieczności posiadania kąta gdy będziemy korzystać z labolatorium (Mathematica
JÜLICH ELECTRIC DIPOLE INVESTIGATIONS MEASUREMENT WITH STORAGE RING
JÜLICH ELECTRIC DIPOLE INVESTIGATIONS MEASUREMENT WITH STORAGE RING testowe pomiary i demonstracja iż proponowana metoda pracuje są wykonywane na działającym akceleratorze COSY pierwszy pomiar z precyzją
Poszukiwany: bozon Higgsa
Poszukiwany: bozon Higgsa Higgs widoczny w świetle kolajdera liniowego Fizyka Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych: TESLA & ZEUS Poszukiwane: czastki sypersymetryczne (SUSY) Fizyka Czastek i Oddziaływań
Oddziaływania silne. Również na tym wykładzie Wielkie unifikacje. Mówiliśmy na poprzednich wykładach o: rezonansach hadronowych multipletach
Oddziaływania silne Mówiliśmy na poprzednich wykładach o: rezonansach hadronowych multipletach Tu powiemy więcej o: Kolorze QCD czyli chromodynamice kwantowej Symetrii SU(3) kolor Uwięzieniu kwarków i
Jak działają detektory. Julia Hoffman
Jak działają detektory Julia Hoffman wielki Hadronowy zderzacz Wiązka to pociąg ok. 2800 wagonów - paczek protonowych Każdy wagon wiezie ok.100 mln protonów Energia chemiczna: 80 kg TNT lub 16 kg czekolady
Symetrie w fizyce cząstek elementarnych
Symetrie w fizyce cząstek elementarnych Odkrycie : elektronu- koniec XIX wieku protonu początek XX neutron lata 3 XX w; mion µ -1937, mezon π 1947 Lata 5 XX w zalew nowych cząstek; łączna produkcja cząstek
Model Standardowy budowy Wszechświata
Model Standardowy budowy Wszechświata 1) Jakie są podstawowe cegiełki, z których zbudowany jest Wszechświat? 2) Czy znamy prawa rządzące Wszechświatem? 3) W jaki sposób zdobywamy wiedzę o funkcjonowaniu
Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe
Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe Uniwersytet Warszawski - Wydział Fizyki opiekun: dr Artur Kalinowski 1 Plan prezentacji Eksperyment CMS Układ wyzwalania Metoda
Jak to działa: poszukiwanie bozonu Higgsa w eksperymencie CMS. Tomasz Früboes
Plan wystąpienia: 1.Wprowadzenie 2.Jak szukamy Higgsa na przykładzie kanału H ZZ 4l? 3.Poszukiwanie bozonu Higgsa w kanale ττ μτjet 4.Właściwości nowej cząstki Częste skróty: LHC Large Hadron Collider
Fizyka wysokich energii w erze LHC
Konferencja FIZYKA WYSOKICH ENERGII W EDUKACJI SZKOLNEJ Puławy, 29.02 01.03.2008 Fizyka wysokich energii w erze LHC Jan Paweł Nassalski Instytut Problemów Jądrowych im. A. Sołtana J. P. Nassalski Puławy,
Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.
1 Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań. Wyróżniamy cztery rodzaje oddziaływań (sił) podstawowych: oddziaływania silne
Łamanie symetrii względem odwrócenia czasu cz. I
FOTON 126, Jesień 214 9 Łamanie symetrii względem odwrócenia czasu cz. I Oscylacje mezonów dziwnych Paweł Moskal Instytut Fizyki UJ Symetria względem odwrócenia w czasie Czasu raczej cofnąć się nie da.
Ewolucja Wykład Wszechświata Era Plancka Cząstki elementarne
Krystyna Wosińska Ewolucja Wykład Wszechświata 3 Era Plancka Cząstki elementarne Era Plancka 10-44 s Temperatura 10 32 K Dwie cząstki punktowe o masach równych masie Plancka i oddalone o długość Plancka:
Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 329, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów) 10.1 12 3.0 12.1 14 3.5 14.1 16 4.0 16.1 18 4.5 18.1 20 5.0
Eksperyment ALICE i plazma kwarkowo-gluonowa
Eksperyment ALICE i plazma kwarkowo-gluonowa CERN i LHC Jezioro Genewskie Lotnisko w Genewie tunel LHC (długość 27 km, ok.100m pod powierzchnią ziemi) CERN/Meyrin Gdzie to jest? ok. 100m Tu!!! LHC w schematycznym
Grzegorz Wrochna Narodowe Centrum Badań Jądrowych Z czego składa się Wszechświat?
Narodowe Centrum Badań Jądrowych www.ncbj.gov.pl Z czego składa się Wszechświat? 1 Budowa materii ~ cała otaczająca nas materia składa się z atomów pierwiastek chemiczny = = zbiór jednakowych atomów Znamy
Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Teoria Wielkiego Wybuchu Epoki rozwoju Wszechświata Wczesny Wszechświat Epoka Plancka (10-43 s): jedno podstawowe oddziaływanie Wielka Unifikacja (10-36 s): oddzielenie siły grawitacji od reszty oddziaływań
Czego brakuje w Modelu Standardowym
Czego brakuje w Modelu Standardowym What is missing in the Standard Model concepts and ideas Instytut Problemów Jądrowych im. A. Sołtana w Świerku 1 Plan Równania Maxwella droga do QED Symetria cechowania
Model Standardowy budowy Wszechświata
Model Standardowy budowy Wszechświata 1) Jakie są podstawowe cegiełki, z których zbudowany jest Wszechświat? 2) Czy znamy prawa rządzące Wszechświatem? 3) W jaki sposób zdobywamy wiedzę o funkcjonowaniu
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 17.III.2010 Oddziaływania: elektromagnetyczne i grawitacyjne elektromagnetyczne i silne (kolorowe) Biegnące stałe sprzężenia:
Czy neutrina mogą nam coś powiedzieć na temat asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie?
Czy neutrina mogą nam coś powiedzieć na temat asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie? Tomasz Wąchała Zakład Neutrin i Ciemnej Materii (NZ16) Seminarium IFJ PAN, Kraków, 05.12.2013 Plan
Wstęp do fizyki cząstek elementarnych
Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ewa Rondio cząstki elementarne krótka historia pierwsze cząstki próby klasyfikacji troche o liczbach kwantowych kolor uwięzienie kwarków obecny stan wiedzy oddziaływania
Podstawy Fizyki Jądrowej
Podstawy Fizyki Jądrowej III rok Fizyki Kurs WFAIS.IF-D008.0 Składnik egzaminu licencjackiego (sesja letnia)! OPCJA: Po uzyskaniu zaliczenia z ćwiczeń możliwość zorganizowania ustnego egzaminu (raczej
Zderzenia relatywistyczne
Zderzenia relatywistyczne Fizyka I (B+C) Wykład XIX: Zderzenia nieelastyczne Energia progowa Rozpady czastek Neutrina Zderzenia relatywistyczne Zderzenia elastyczne 2 2 Czastki rozproszone takie same jak
Zderzenia relatywistyczna
Zderzenia relatywistyczna Dynamika relatywistyczna Zasady zachowania Relatywistyczne wyrażenie na pęd cząstki: gdzie Relatywistyczne wyrażenia na energię cząstki: energia kinetyczna: energia spoczynkowa:
WYKŁAD 3. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masy i czasy życia cząstek elementarnych. Kwarki: zapach i kolor. Prawa zachowania i liczby kwantowe:
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 3 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Masy i czasy życia cząstek elementarnych Kwarki: zapach i kolor Prawa zachowania i liczby kwantowe: liczba barionowa i liczby
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania silne
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania silne Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki 6 listopada 2018 A.F.Żarnecki WCE Wykład 5 6 listopada 2018 1 / 37 Oddziaływania
WYKŁAD Prawdopodobieństwo. konieczność istnienia. cząstki Higgsa. cząstki Higgsa. Wszechświat cząstek elementarnych.
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 11 Prawdopodobieństwo 6.05.2009 Konieczność istnienia dla cząstki Higgsa procesów bardzo Supersymetria Konieczność istnienia cząstki Higgsa dużych energii, Więcej
r. akad. 2008/2009 V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC
V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC 1 V.1 WYNIKI LEP 2 e + e - Z 0 Calkowity przekroj czynny 3 4 r. akad. 2008/2009 s Q N 3 4 s M s N Q I M 12 s ) M (s s s 2 f C 2 Z C f f
Własności jąder w stanie podstawowym
Własności jąder w stanie podstawowym Najważniejsze liczby kwantowe charakteryzujące jądro: A liczba masowa = liczbie nukleonów (l. barionów) Z liczba atomowa = liczbie protonów (ładunek) N liczba neutronów
Wielka Unifikacja. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład IX. Co to jest ładunek?...
Wielka Unifikacja Wykład IX Co to jest ładunek?... Elementy fizyki czastek elementarnych Biegnaca stała sprzężenia i renormalizacja w QED Asymptotyczna swoboda QCD Unifikacja SU(5) QED Ładunek elektryczny
IV.4.4 Ruch w polach elektrycznym i magnetycznym. Siła Lorentza. Spektrometry magnetyczne
r. akad. 005/ 006 IV.4.4 Ruch w polach elektrycznym i magnetycznym. Siła Lorentza. Spektrometry magnetyczne Jan Królikowski Fizyka IBC 1 r. akad. 005/ 006 Pole elektryczne i magnetyczne Pole elektryczne
Salam,Weinberg (W/Z) t Hooft, Veltman 1999 (renomalizowalność( renomalizowalność)
Teoria cząstek elementarnych 23.IV.08 1948 nowa faza mechaniki kwantowej precyzyjne pomiary wymagały precyzyjnych obliczeń metoda Feynmana Diagramy Feynmana i reguły Feynmana dziś uniwersalne narzędzie