Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2
|
|
- Sławomir Pawlik
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Jak badamy cząstki elementarne? 2010/11(z) Ewolucja Wszech'swiata czas,energia,temperatura Detekcja cząstek Współczesne eksperymenty
2 Jak badamy cząstki elementarne? Przygladamy się: źródło światła obiekt detektor Cząstek elem. nie można zwyczajnie zobaczyć, bo światło widzialne jest za grube długo ść fali λ~ nm rozmiar atomu ~0.1 nm Musimy szukać innych metod, innych promieni...
3 np. odkrycie jądra atomowegobombardowanie cza,stkami alfa folii złotej, czyli atomów złota
4 Jak badamy.. Rozbijamy: zderzając cząstkę z cząstką i badamy produkty zderzenia
5 Jak badamy... Podgrzewamy.. dostarczamy dużej energii do układu wielu cząstek (np. w wyniku zderzenia)
6 Posumowując: cząstki elementarne badamy: Przyglądamy się im... źródło światła obiekt detektor Rozbijamy je... zderzając cząstki ze sobą i badamy produkty zderzenia Podgrzewamy... Dostarczamy dużej energii do układu wielu cząstek (np. w wyniku zderzenia) i badamy jakie cząstki powstaną na końcu
7 Jak małe odległości możemy badać? Zdolność rozdzielcza promieni o energii E Δx ~ λ = hc/e h stała Plancka, h=6.626 * Js c prędkość światła, Aby badać materię na poziomie cząstek musimy używać fotonów (lub innych cząstek) o wysokich energiach... λ dł. fali Energia odpowiadająca temperaturze E = k T k stała Boltzmana k=1.4*10-23 J/K Skale rozdzielczości, energii i temperatury można przeliczać: np energia- rozdzielczość: 1 ev ~ 1 μm energia - temperatura: 1 ev ~ 10 4 K
8
9 Zdarzenia Nasze urządzenia pomiarowe są makroskopowe - musimy więc z obserwacji makroskopowych wydobywać informacje co się dzieje w mikroświecie. W doświadczeniach z cząstkami el. mamy do czynienia ze zdarzeniami (przypadkami) - nie możemy przewidzieć ani kontrolować pojedynczych zderzeń cząstek, ale w opisie kwantowym mamy precyzyjny opis średnich wielkości. Musimy mieć dużą liczbę (statystykę) zdarzeń (czasami miliony, a nawet setki milionów przypadków), aby móc badać i opisywać zachowanie cząstek.
10 Detekcja cząstek 1/Istota obserwacji w świecie cząstek elementarnych 2/Podstawowe procesy fizyczne wykorzystywane w detekcji czastek elementranych 3/Metody detekcji cząstek - detektory śladowe - kalorymetry
11 Obserwacja w makroświecie nie zakłóca obserwowanego obiektu lub procesu Obserwacja cząstek elem. Cząstek elementarnych nie można "zobaczyć" nie zakłócając ich stanu - każdy pomiar wiąże się z jakimś oddziaływaniem. Obserwujemy nie same cząstki, ale (efekty) ich oddziaływania
12 Detekcja czastek: podstawowe procesy fizyczne Podstawowe procesy fizyczne wykorzystywane do detekcji cząstek to: jonizacja i scyntylacja efekt fotoelektryczny promieniowanie Czerenkowa
13 Jonizacja Cząstka naładowana przechodząc przez ośrodek oddziałuje z elektronami dostarczając im energii. Energia może być wystarczająca, aby oderwać elektrony od jądra atomowego - powstają wtedy dodatnio naładowane jony i swobodne elektrony.
14 Scyntylacja Atom może zostać wzbudzony przez cząstkę naładowaną (elektrony przechodzą na wyższe orbity). Powrót do stanu podstawowego emisja światła (fotonów)
15 Zjawisko fotoelektryczne i rozpraszanie Comptona Wyrwanie elektronu z atomu może być spowodowane przez foton w wyniku zjawiska fotoelektrycznego (foton przekazuje całą energię elektronowi) lub w rozpraszaniu Comptona (foton przekazuje część swojej energii)
16 Jony i co dalej? Wzdłuż toru cząstki powstają jony, a dalej zadanie dla detektora, takiego jak - emulsja fotograficzna: proces chemiczny - komora mgl'owa (Wilsona) przesycona para wodna i jej skraplanie - komora pęcherzykowa: jony przegrzana ciecz i jej wrzenie (pęcherzyki gazu)
17 Detekcja czastek Emulsja fotograficzna H. Becquerel, 1896 wzbudzone atomy reakcja chemiczna M.Danysz i J.Pniewski, 1953 A.F.Ż
18 Detekcja czastek Komora Wilsona Charles Wilson, 1911 jony kondensacja pary
19 Detekcja czastek Komora Wilsona Carl Anderson, 1932 Charles Wilson, 1911 odkrycie pozytonu
20 Detekcja czastek Komora pęcherzykowa, 1952 jony wrzenie cieczy A.F.Ż
21 Zdjęcie z komory pęcherzykowej.. antyproton wlatujący z dolnej części zdjęcia do góry zderza się z protonem będącym w spoczynku, po czym ulegają anihilacji. W wyniku tego procesu powstało osiem pionów, z czego jeden rozpadł się na mion(+) i neutrino ionowe ḣttp://hep.fuw.edu.pl/zciof/ii_pracownia/p3/html/index/23%20detekcja.htm
22 Detekcja czastek Pomiar jonizacji Jonizacja ośrodka oznacza powstanie w nim swobodnych ładunków: możliwy jest przepływ pradu. w gazie w półprzewodniku Na tej zasadzie opiera się większość współczesnych detektorów.
23 Detekcja czastek Komora iskrowa Jonizacja powoduje przeskok iskry pomiędzy elektrodami Możliwość wyboru zdarzeń (sterowanie napięciem)
24 Detekcja czastek Komora wielodrutowa Georges Charpak 1970 (Nobel 1992) Tanie! Odczyt w pełni elektroniczny! elektronika+komputer rewolucja
25 Detekcja czastek TPC Komora projekcji czasowej Przypadek zderzenia ciężkich jonów detektor STAR przy RHIC
26 Detekcja czastek Detektory półprzewodnikowe Bardzo różne technologie, m.in. CCD (używane w fotografii cyfrowej) Każdy aparat cyfrowy jest detektorem czastek! Zdjęcie z kamery astronomicznej. Wycinek: To ślad czastki...
27 Detekcja czastek Detektory półprzewodnikowe Coraz powszechniej używane. Element detektora krzemowego Bardzo precyzyjny pomiar pozycji czastek (rzędu µm) Mierzone punkty przejścia wiazki czastek przez pięć warstw "teleskopu": Mierzac pozycje w wielu warstwach możemy zrekonstruować tor.
28 Detekcja czastek Scyntylacja W szeregu materiałów atomy wzbudzone na skutek jonizacji emituja fotony światła Błysk światła w scyntylatorze możemy rejestrować przy pomocy fotopowielacza Brak pomiaru pozycji Bardzo dobry pomiar czasu przejścia czastki
29 Detekcja czastek Fotopowielacz Aby móc zmierzyć pojedynczy foton musimy wzmocnić pojawiajacy się ładunek. Jeden foton powoduje przepływ makroskopowego pradu.
30 Detekcja czastek Detektory scyntylacyjne Tradycyjne liczniki scyntylacyjne coraz rzadziej używane. Nowe koncepcje: włókna scyntylujace, fotopowielacze krzemowe.
31 Detekcja czastek Promieniowanie Czerenkowa Emitowane przez czastkę poruszajac a się w ośrodku z prędkościa większa niż prędkość światła w tym ośrodku. Światło emitowane na pewnym odcinku widoczne jest w postaci charakterystycznych pierścieni Zachodzi w wodzie, lodzie, powietrzu... Tania technologia dla dużych detektorów!
32 Współczesne eksperymenty Super-Kamiokande eksperyment neutrinowy Japonia, w starej kopalni, 1 km pod góra Kamioka, komora o wysokości 40 m i średnicy 40 m, wypełniona woda fotopowielaczy (50 cm średnicy!) rejestruje przechodzace czastki rejestrowane jest promieniowanie Czerenkowa
33 Współczesne eksperymenty Super-Kamiokande
34 Super-Kamiokande
35 Współczesne eksperymenty Super-Kamiokande Przykłady obserwowanych oddziaływań neutrin. Neutrino elektronowe Przypadek ν e n e p Krótki zasięg elektronu cienki pierścień Neutrino mionowe Przypadek ν µ n µ p Długa droga mionu w wodzie gruby pierścień.
36 Współczesne eksperymenty Obserwatorium Pierre Auger Obserwacja wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego Scyntylacja w powietrzu. Promieniowanie Czerenkowa w detektorach na powierzchni.
37 Współczesne eksperymenty Obserwatorium Pierre Auger (Argentyna) Detektor powierzchniowy Mapa obserwatorium: 4 stacje po 6 teleskopów obserwujacych świecenie w atmosferze (UV) 1600 detektorów powierzchniowych rozstawionych na 3000 km 2!!!
38 Współczesne eksperymenty Obserwatorium Pierre Auger : energie do 10^20 ev!!! Schemat obserwacji "pęku atmosferycznego": 4 "zdjęcia" z teleskopów + "ślad" na powierzchnii
39 Detekcja czastek cd Kalorymetry Wszystkie przedstawione do tej pory detektory rejestrowały przejście czastki, ślad czastki w materii detektory śladowe. Aby zmierzyć energię czastki musimy sprawić, aby w wyniku wielokrotnych oddziaływań "oddała ja" w całości detektorowi. Kalorymetr elektromagnetyczny Wysokoenergetyczne elektrony traca energię prawie wyłacznie na promieniowanie hamowania e γ Wysokoenergetyczne fotony ulegaja konwersji na pary e + e e+ γ e
40 Detekcja czastek Kalorymetry Wysokoenergetyczny elektron lub foton wpadajac do detektora wywołuje kaskadę składajac a się z N E czastek Mierzac liczbę czastek lub całkowita długość torów (całkowita jonizację) możemy dokładnie określić energię czastki poczatkowej Kalorymetr jednorodny Kalorymetr próbkujacy np. blok scyntylatora warstwy detektora na przemian z gęstym absorberem
41 Detekcja czastek Kalorymetry Symulacja rozwoju kaskady hadronowej (pomiar energii protonu)
42 Wspólczesne eksperymenty: LHC Detektorrzy LHC
43 Detektor przy LHC
44 Pytania do wykładu 2 Pytania do wykładu Jakimi sposobami badamy cząstki elementarne? Podaj dwa z nich Podaj energię i temperaturę Wszechświata dla czasu t=100 s 2.03 Czy możemy przewidzieć kiedy nastąpi rozpad neutronu? 2.04 Czy można wykonać pomiar własności cząstki elem. bez oddziaływania z ta czastką? 2.05 Czy emulsja fotograficzna może służyć do detekcji cząstek? 2.06 Na czym polega działanie komory pęcherzykowej? 2.07 Wymień 3 zjawiska wykorzystywane w detekcji cząstek 2.08 Na czym polega proces jonizacji? 2.09 Na czym polega scyntylacja? 2.10 Co to jest komora mgłowa Wilsona? 2.11 Jaki proces zachodzi w komorze iskrowej? 2.12 Czy aparat cyfrowy może służyć do detekcji cząstek? 2.13 Jaki jest warunek emisji promieniowania Czerenkowa przez cząstkę naładowaną? 2.14 Czy kalorymetr to detektor? Co mierzy kalorymetr? 2.15 Oddziaływania jakich cząstek rejestrujemy w detektorze Super- Kamiokande? Jaki sygnał jest rejestrowany? 2.16 Co obserwuje Obserwatorium Pierre Auger? Jakie dwie metody obserwacji są tu używane?
Wszechświat czastek elementarnych
Wykład 2: prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wykład 2: Detekcja Czastek 27 lutego 2008 p.1/36 Wprowadzenie Istota obserwacji w świecie czastek
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek
Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek Wykład Ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki U.W. prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych, Instytut Fizyki Doświadczalnej A.F.Żarnecki
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek
Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek Wykład Ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki U.W. prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych, Instytut Fizyki Doświadczalnej A.F.Żarnecki
Bardziej szczegółowoWszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Detekcja cząstek
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego 24 października 2017 A.F.Żarnecki WCE Wykład 4 24 października
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek
Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek Wykład Ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki U.W. prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych, Instytut Fizyki Doświadczalnej A.F.Żarnecki
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek
Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek Wykład Ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki U.W. prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych, Instytut Fizyki Doświadczalnej A.F.Żarnecki
Bardziej szczegółowoMaria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2 14.X.2009 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Jak badamy cząstki elementarne I? Cząstka i fale falowe własności cząstek elementarnych Cząstki fundamentalne
Bardziej szczegółowoFizyka cząstek elementarnych
Wykład IV Metody doświadczalne fizyki cząstek elementarnych II Detektory cząstek elementarnych Cząstki naładowane elektrycznie, powodujące wzbudzenie lub jonizację atomów i cząsteczek, podlegają bezpośredniej
Bardziej szczegółowoElementy Fizyki Jądrowej. Wykład 7 Detekcja cząstek
Elementy Fizyki Jądrowej Wykład 7 Detekcja cząstek Detekcja cząstek rejestracja identyfikacja kinematyka Zjawiska towarzyszące przechodzeniu cząstek przez materię jonizacja scyntylacje zjawiska w półprzewodnikach
Bardziej szczegółowoMarek Kowalski
Jak zbudować eksperyment ALICE? (A Large Ion Collider Experiment) Jeszcze raz diagram fazowy Interesuje nas ten obszar Trzeba rozpędzić dwa ciężkie jądra (Pb) i zderzyć je ze sobą Zderzenie powinno być
Bardziej szczegółowoWSTĘP 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:
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych
Wszechświat czastek elementarnych Wykład 9: Współczesne eksperymenty prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wszechświat czastek elementarnych Wykład
Bardziej szczegółowoJak 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
Bardziej szczegółowoJak 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
Bardziej szczegółowoFizyka 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
Bardziej szczegółowoWszechświat cząstek elementarnych
Wszechświat cząstek elementarnych Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki Instytut Fizyki Teoretycznej i Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW semestr letni, rok akad. 2011/12. 210/9 http://www www.fuw.edu.pl/~
Bardziej szczegółowoWszechświat cząstek elementarnych
Wszechświat cząstek elementarnych Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki Instytut Fizyki Teoretycznej i Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW semestr letni, rok akad.. 2010/11 http://www www.fuw.edu.pl/~
Bardziej szczegółowoJak działają detektory. Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych
Jak działają detektory Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych LHC# Wiązka to pociąg ok. 2800 paczek protonowych Każda paczka składa się. z ok. 100 mln protonów 160km/h
Bardziej szczegółowoDetektory w fizyce cząstek
4 Detektory w fizyce cząstek Krzysztof Fiałkowski Instytut Fizyki UJ Kiedy czytamy o nowych odkryciach z dziedziny fizyki cząstek, rzadko zastanawiamy się nad szczegółami doświadczeń, które doprowadziły
Bardziej szczegółowoPomiar energii wiązania deuteronu. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu
J1 Pomiar energii wiązania deuteronu Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu Przygotowanie: 1) Model deuteronu. Własności deuteronu jako źródło informacji o siłach jądrowych [4] ) Oddziaływanie
Bardziej szczegółowoOddziaływanie cząstek z materią
Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki
Bardziej szczegółowoFizyka 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
Bardziej szczegółowoWYKŁAD 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-
Bardziej szczegółowoŚwiatło fala, czy strumień cząstek?
1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie
Bardziej szczegółowoWYKŁAD 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
Bardziej szczegółowo2008/2009. 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
Bardziej szczegółowoBadanie schematu rozpadu jodu 128 I
J8 Badanie schematu rozpadu jodu 128 I Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 I Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią [1,3] a) efekt fotoelektryczny b) efekt Comptona
Bardziej szczegółowoBadanie schematu rozpadu jodu 128 J
J8A Badanie schematu rozpadu jodu 128 J Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 J Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią (1,3) a/ efekt fotoelektryczny b/ efekt Comptona
Bardziej szczegółowoIII. EFEKT COMPTONA (1923)
III. EFEKT COMPTONA (1923) Zjawisko zmiany długości fali promieniowania roentgenowskiego rozpraszanego na swobodnych elektronach. Zjawisko to stoi u podstaw mechaniki kwantowej. III.1. EFEKT COMPTONA Rys.III.1.
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych
Wszechświat czastek elementarnych Wykład 8: Współczesne eksperymenty prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wszechświat czastek elementarnych Wykład
Bardziej szczegółowoCo nowego w dozymetrii? Detektory śladowe
Co nowego w dozymetrii? Detektory śladowe mgr inż. Zuzanna Podgórska podgorska@clor.waw.pl Laboratorium Wzorcowania Przyrządów Dozymetrycznych i Radonowych Zakład Kontroli Dawek i Wzorcowania Wstęp detektory
Bardziej szczegółowoDetektory cząstek. Procesy użyteczne do rejestracji cząstek Techniki detekcyjne Detektory Eksperymenty. D. Kiełczewska, wykład 3
Detektory cząstek Procesy użyteczne do rejestracji cząstek Techniki detekcyjne Detektory Eksperymenty Przechodzenie cząstek naładowanych przez materię Cząstka naładowana: traci energię przez zderzenia
Bardziej szczegółowoWszechświata. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa
Ciemna Strona Wszechświata Piotr Traczyk IPJ Warszawa Plan 1)Ciemna strona Wszechświata 2)Z czego składa się ciemna materia 3)Poszukiwanie ciemnej materii 2 Ciemna Strona Wszechświata 3 Z czego składa
Bardziej szczegółowoPracownia Jądrowa. dr Urszula Majewska. Spektrometria scyntylacyjna promieniowania γ.
Ćwiczenie nr 1 Spektrometria scyntylacyjna promieniowania γ. 3. Oddziaływanie promieniowania γ z materią: Z elektronami: zjawisko fotoelektryczne, rozpraszanie Rayleigha, zjawisko Comptona, rozpraszanie
Bardziej szczegółowoOddziaływania podstawowe
Oddziaływania podstawowe grawitacyjne silne elektromagnetyczne słabe 1 Uwięzienie kwarków (quark confinement). Przykład działania mechanizmu uwięzienia: Próba oderwania kwarka d od neutronu (trzy kwarki
Bardziej szczegółowoWspółczesne eksperymenty fizyki czastek elementarnych
Współczesne eksperymenty fizyki czastek elementarnych Letnia Szkoła Fizyki 2009 Wydział Fizyki U.W. prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych, Instytut Fizyki Doświadczalnej Letnia
Bardziej szczegółowoDetektory cząstek. Procesy użyteczne do rejestracji cząstek Techniki detekcyjne Detektory Przykłady użycia różnych technik detekcyjnych.
Detektory cząstek Procesy użyteczne do rejestracji cząstek Techniki detekcyjne Detektory Przykłady użycia różnych technik detekcyjnych Eksperymenty D. Kiełczewska, wykład 3 1 Przechodzenie cząstek naładowanych
Bardziej szczegółowoTheory Polish (Poland)
Q3-1 Wielki Zderzacz Hadronów (10 points) Przeczytaj Ogólne instrukcje znajdujące się w osobnej kopercie zanim zaczniesz rozwiązywać to zadanie. W tym zadaniu będą rozpatrywane zagadnienia fizyczne zachodzące
Bardziej szczegółowoOdkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.
Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r. 1 Budowa jądra atomowego Liczba atomowa =Z+N Liczba masowa Liczba neutronów Izotopy Jądra o jednakowej liczbie protonów, różniące się liczbą
Bardziej szczegółowoAutorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski
Rodzaje rozpadów jądrowych Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski Rozpady jądrowe zachodzą zawsze (prędzej czy później) jeśli jądro o pewnej liczbie nukleonów znajdzie się w stanie energetycznym, nie
Bardziej szczegółowoOddziaływanie promieniowania jonizującego z materią
Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią Plan Promieniowanie ( particle radiation ) Źródła (szybkich) elektronów Ciężkie cząstki naładowane Promieniowanie elektromagnetyczne (fotony) Neutrony
Bardziej szczegółowodoświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)
1 doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e) Ilość protonów w jądrze określa liczba atomowa Z Ilość
Bardziej szczegółowoEfekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach
Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach Efekt Comptona. p f Θ foton elektron p f p e 0 p e Zderzenia fotonów
Bardziej szczegółowoBadanie wysokoenergetycznych mionów kosmicznych w detektorze ICARUS.
Badanie wysokoenergetycznych mionów kosmicznych w detektorze ICARUS. Tomasz Palczewski Promotor: Prof. dr hab. Joanna Stepaniak. Warszawska Grupa Neutrinowa. Seminarium Doktoranckie IPJ 21.11.2006. Warszawa.
Bardziej szczegółowoNeutrina. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VII. Historia neutrin Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne
Neutrina Wykład VII Historia neutrin Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne Elementy fizyki czastek elementarnych Eksperyment Super-Kamiokande Oscylacje neutrin Neutrino elektronowe Zaproponowane
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki cząstek III. Eksperymenty nieakceleratorowe Krzysztof Fiałkowski
Podstawy fizyki cząstek III Eksperymenty nieakceleratorowe Krzysztof Fiałkowski Zakres fizyki cząstek a eksperymenty nieakceleratorowe Z relacji nieoznaczoności przestrzenna zdolność rozdzielcza r 0.5fm
Bardziej szczegółowoFIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych
FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 1 własności jąder atomowych Odkrycie jądra atomowego Rutherford (1911) Ernest Rutherford (1871-1937) R 10 fm 1908 Skala przestrzenna jądro
Bardziej szczegółowoEnergetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa
Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa Wykład 8-27.XI.2018 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~szef/ Wykład 8 Energia atomowa i jądrowa
Bardziej szczegółowoSeminarium. -rozpad α -oddziaływanie promienowania z materią -liczniki scyntylacyjne. Konrad Tudyka
Seminarium -rozpad α -oddziaływanie promienowania z materią -liczniki scyntylacyjne Konrad Tudyka 1 W 1908r. Rutheford zatopił niewielka ilość 86 Rn w szklanym naczyniu o ciękich sciankach (przenikliwych
Bardziej szczegółowoTomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków
Oddziaływanie Promieniowania Jonizującego z Materią Tomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków Labs Prowadzący Tomasz Szumlak, D11, p. 111 Konsultacje Do uzgodnienia??? szumlak@agh.edu.pl Opis przedmiotu
Bardziej szczegółowoWszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1 7.X.2009 Informacje ogólne o wykładzie Fizyka cząstek elementarnych Odkrycia Skąd ten tytuł wykładu? Wytłumaczenie dlaczego Wszechświat wygląda
Bardziej szczegółowoPromieniowanie jonizujące
Promieniowanie jonizujące Wykład IV Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią Fizyka MU, semestr 2 Uniwersytet Rzeszowski, 26 kwietnia 2017 Wykład IV Oddziaływanie promieniowania jonizującego
Bardziej szczegółowoReakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski
Reakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski Wybuch bomby Ivy Mike (fot. National Nuclear Security Administration/Nevada Site Office, domena publiczna) Przemiany jądrowe 1. Spontaniczne (niewymuszone) związane
Bardziej szczegółowoCompact 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
Bardziej szczegółowoFizyka 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
Bardziej szczegółowoCząstki elementarne z głębin kosmosu
Cząstki elementarne z głębin kosmosu Grzegorz Brona Zakład Cząstek i Oddziaływań Fundamentalnych, Uniwersytet Warszawski 24.09.2005 IX Festiwal Nauki Co widzimy na niebie? - gwiazdy - planety - galaktyki
Bardziej szczegółowoT E B. B energia wiązania elektronu w atomie. Fotony
Fotony Gdy wiązka fotonów (promieniowanie X i γ) przechodzi przez ośrodek, zasadnicze znaczenie mają trzy procesy : 1) zjawisko fotoelektryczne 2) rozpraszanie Comptona 3) kreacja pary e + e Szczegółowa
Bardziej szczegółowoAtomowa 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
Bardziej szczegółowoDetekcja promieniowania elektromagnetycznego czastek naładowanych i neutronów
Detekcja promieniowania elektromagnetycznego czastek naładowanych i neutronów Marcin Palacz Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów UW Marcin Palacz Warsztaty ŚLCJ, 21 kwietnia 2009 slide 1 / 30 Rodzaje
Bardziej szczegółowoWszechświat 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:
Bardziej szczegółowoElementy 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)
Bardziej szczegółowoOddziaływanie promieniowania jonizującego z materią
Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią Plan Sposoby oddziaływania promieniowania Straty jonizacyjne Stopping power Krzywa Bragga cienkie absorbery energy straggling Przykłady oddziaływania
Bardziej szczegółowoPromieniowanie jonizujące
Promieniowanie jonizujące Wykład V Krzysztof Golec-Biernat Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią Uniwersytet Rzeszowski, 6 grudnia 2017 Wykład V Krzysztof Golec-Biernat Promieniowanie jonizujące
Bardziej szczegółowoOddziaływanie 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
Bardziej szczegółowoZadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α
Zadanie: 1 (2 pkt) Określ liczbę atomową pierwiastka powstającego w wyniku rozpadów promieniotwórczych izotopu radu 223 88Ra, w czasie których emitowane są 4 cząstki α i 2 cząstki β. Podaj symbol tego
Bardziej szczegółowoPodstawowe własności jąder atomowych
Podstawowe własności jąder atomowych 1. Ilość protonów i neutronów Z, N 2. Masa jądra M j = M p + M n - B 2 2 Q ( M c ) ( M c ) 3. Energia rozpadu p 0 k 0 Rozpad zachodzi jeżeli Q > 0, ta nadwyżka energii
Bardziej szczegółowoAtmosfera ziemska w obserwacjach promieni kosmicznych najwyższych energii. Jan Pękala Instytut Fizyki Jądrowej PAN
Atmosfera ziemska w obserwacjach promieni kosmicznych najwyższych energii Jan Pękala Instytut Fizyki Jądrowej PAN Promienie kosmiczne najwyższych energii Widmo promieniowania kosmicznego rozciąga się na
Bardziej szczegółowoJ14. Pomiar zasięgu, rozrzutu zasięgu i zdolności hamującej cząstek alfa w powietrzu PRZYGOTOWANIE
J14 Pomiar zasięgu, rozrzutu zasięgu i zdolności hamującej cząstek alfa w powietrzu PRZYGOTOWANIE 1. Oddziaływanie ciężkich cząstek naładowanych z materią [1, 2] a) straty energii na jonizację (wzór Bethego-Blocha,
Bardziej szczegółowoNowoczesne techniki detekcji promieni kosmicznych ultra-wysokich energii
Nowoczesne techniki detekcji promieni kosmicznych ultra-wysokich energii Jarosław Stasielak IFJ PAN Seminarium IFJ PAN, 28 lutego 2019 r. Promienie kosmiczne - cząstki przybywające do Ziemi z głębi Kosmosu
Bardziej szczegółowoMetody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)
Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA) Promieniowaniem X nazywa się promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od około
Bardziej szczegółowocząstki, które trudno złapać Justyna Łagoda
NEUTRINA cząstki, które trudno złapać Justyna Łagoda Plan Historia Jak wykrywać neutrina? Źródła neutrin Oscylacje neutrin Eksperymenty neutrinowe z długą bazą udział grup polskich Co dalej? Historia 3
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki subatomowej. 3 kwietnia 2019 r.
Podstawy fizyki subatomowej Wykład 7 3 kwietnia 2019 r. Atomy, nuklidy, jądra atomowe Atomy obiekt zbudowany z jądra atomowego, w którym skupiona jest prawie cała masa i krążących wokół niego elektronów.
Bardziej szczegółowoStałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy
T_atom-All 1 Nazwisko i imię klasa Stałe : h=6,626 10 34 Js h= 4,14 10 15 evs 1eV=1.60217657 10-19 J Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła a) zjawisko fotoelektryczne b) interferencja c)
Bardziej szczegółowoWykład Budowa atomu 1
Wykład 30. 11. 2016 Budowa atomu 1 O atomach Trochę historii i wprowadzenie w temat Promieniowanie i widma Doświadczenie Rutherforda i odkrycie jądra atomowego Model atomu wodoru Bohra sukcesy i ograniczenia
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych
Wszechświat czastek elementarnych Wykład 7: Współczesne eksperymenty prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wszechświat czastek elementarnych Wykład
Bardziej szczegółowoBudowa i działanie detektorów cząstek elementarnych. Autor: Rafał Sarnecki
Budowa i działanie detektorów cząstek elementarnych. Autor: Rafał Sarnecki Plan prezentacji: 1.licznik proporcjonalny; 2. wielodrutowa komora proporcjonalna 3. komora iskrowa i strumieniowa 4. komora dryfowa
Bardziej szczegółowoFizyka jądrowa z Kosmosu wyniki z kosmicznego teleskopu γ
Fizyka jądrowa z Kosmosu wyniki z kosmicznego teleskopu γ INTEGRAL - International Gamma-Ray Astrophysical Laboratory prowadzi od 2002 roku pomiary promieniowania γ w Kosmosie INTEGRAL 180 tys km Źródła
Bardziej szczegółowoCzy 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
Bardziej szczegółowoFizyka 3.3 WYKŁAD II
Fizyka 3.3 WYKŁAD II Promieniowanie elektromagnetyczne Dualizm korpuskularno-falowy światła Fala elektromagnetyczna Strumień fotonów o energii E F : E F = hc λ c = 3 10 8 m/s h = 6. 63 10 34 J s Światło
Bardziej szczegółowoCząstki 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
Bardziej szczegółowoTitle. Tajemnice neutrin. Justyna Łagoda. obecny stan wiedzy o neutrinach eksperymenty neutrinowe dalszy kierunek badań
Title Tajemnice neutrin Justyna Łagoda obecny stan wiedzy o neutrinach eksperymenty neutrinowe dalszy kierunek badań Cząstki i oddziaływania 3 generacje cząstek 2/3-1/3 u d c s t b kwarki -1 0 e νe µ νµ
Bardziej szczegółowoZderzenia relatywistyczne
Zderzenia relatywistyczne Fizyka I (B+C) Wykład XVIII: Zderzenia nieelastyczne Energia progowa Rozpady czastek Neutrina Zderzenia relatywistyczne Zderzenia nieelastyczne Zderzenia elastyczne - czastki
Bardziej szczegółowoRozpad alfa. albo od stanów wzbudzonych (np. po rozpadzie beta) są to tzw. długozasięgowe cząstki alfa
Rozpad alfa Samorzutny rozpad jądra (Z,A) na cząstkę α i jądro (Z-2,A-4) tj. rozpad 2-ciałowy, stąd Widmo cząstek α jest dyskretne bo przejścia zachodzą między określonymi stanami jądra początkowego i
Bardziej szczegółowoElementy fizyki czastek elementarnych
Źródła czastek Elementy fizyki czastek elementarnych Wykład II Naturalne źródła czastek Źródła promieniotwórcze Promieniowanie kosmiczne Akceleratory czastek Akceleratory elektrostatyczne, liniowe i kołowe
Bardziej szczegółowoPromieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X
Promieniowanie X Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X Lampa rentgenowska Lampa rentgenowska Promieniowanie rentgenowskie
Bardziej szczegółowoFoton, kwant światła. w klasycznym opisie świata, światło jest falą sinusoidalną o częstości n równej: c gdzie: c prędkość światła, długość fali św.
Foton, kwant światła Wielkość fizyczna jest skwantowana jeśli istnieje w pewnych minimalnych (elementarnych) porcjach lub ich całkowitych wielokrotnościach w klasycznym opisie świata, światło jest falą
Bardziej szczegółowoIdentyfikacja cząstek
Określenie masy i ładunku cząstek Pomiar prędkości przy znanym pędzie e/ µ/ π/ K/ p czas przelotu (TOF) straty na jonizację de/dx Promieniowanie Czerenkowa (C) Promieniowanie przejścia (TR) Różnice w charakterze
Bardziej szczegółowoOPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz
OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający
Bardziej szczegółowor. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1
r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1 Budowa jądra atomowego każde jądro atomowe składa się z dwóch rodzajów nukleonów: protonów
Bardziej szczegółowoPromieniowanie jonizujące i metody radioizotopowe. dr Marcin Lipowczan
Promieniowanie jonizujące i metody radioizotopowe dr Marcin Lipowczan Budowa atomu 897 Thomson, 0 0 m, kula dodatnio naładowana ładunki ujemne 9 Rutherford, rozpraszanie cząstek alfa na folię metalową,
Bardziej szczegółowoWszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Początki fizyki cząstek
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Początki fizyki cząstek prof. dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki 16 października 2018 A.F.Żarnecki WCE Wykład 2 16 października
Bardziej szczegółowoSYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego
SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego W celu analizy narażenia na promieniowanie osoby, której podano radiofarmaceutyk, posłużymy się
Bardziej szczegółowoWszechświat czastek elementarnych
Wszechświat czastek elementarnych Wykład 6: prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wszechświat czastek elementarnych Wykład 6: 27 marca 2013 p.1/43
Bardziej szczegółowoPodstawy 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
Bardziej szczegółowoNeutrina. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VII. Historia neutrin Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne
Neutrina Wykład VII Historia neutrin Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne Elementy fizyki czastek elementarnych Eksperyment Super-Kamiokande Oscylacje neutrin Neutrino elektronowe Zaproponowane
Bardziej szczegółowoOBRAZOWANIE ORAZ BADANIE ROZMIARÓW I POŁOŻENIA OBIEKTÓW NAŚWIETLONYCH PROMIENIOWANIEM X
X4 OBRAZOWANIE ORAZ BADANIE ROZMIARÓW I POŁOŻENIA OBIEKTÓW NAŚWIETLONYCH PROMIENIOWANIEM X 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest jakościowe poznanie podstawowych zjawisk fizycznych wykorzystywanych w obrazowaniu
Bardziej szczegółowoWstęp do astrofizyki I
Wstęp do astrofizyki I Wykład 13 Tomasz Kwiatkowski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Wydział Fizyki Instytut Obserwatorium Astronomiczne Tomasz Kwiatkowski, OA UAM Wstęp do astrofizyki I, Wykład
Bardziej szczegółowoDostosowywanie programu kierunku Fizyki poprzez opracowanie 30 nowych ćwiczeń na pracowniach fizycznych i pracowni elektronicznej
Zadanie 35 Dostosowywanie programu kierunku Fizyki poprzez opracowanie 30 nowych ćwiczeń na pracowniach fizycznych i pracowni elektronicznej 371. Opracowanie programu ćwiczeń 1 II PRACOWNIA FIZYCZNA Instytut
Bardziej szczegółowoWYKŁAD 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
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 57 Badanie absorpcji promieniowania α
Ćwiczenie 57 Badanie absorpcji promieniowania α II PRACOWNIA FIZYCZNA UNIWERSYTET ŚLĄSKI W KATOWICACH Cele doświadczenia Głównym problemem, który będziemy badać w tym doświadczeniu jest strata energii
Bardziej szczegółowo