Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5

Podobne dokumenty
WYKŁAD 5 sem zim.2010/11

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów

WYKŁAD 7. Wszechświat cząstek elementarnych. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe 4.IV.2012

WYKŁAD 8. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe

WYKŁAD 6. Oddziaływania kolorowe cd. Oddziaływania słabe. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

WYKŁAD Wszechświat cząstek elementarnych. 24.III.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masa W

Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Salam,Weinberg (W/Z) t Hooft, Veltman 1999 (renomalizowalność( renomalizowalność)

Wstęp do Modelu Standardowego

Oddziaływania fundamentalne

Atomowa budowa materii

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana

WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)

Wstęp do chromodynamiki kwantowej

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana

Podstawy Fizyki Jądrowej

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)

WYKŁAD 3. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masy i czasy życia cząstek elementarnych. Kwarki: zapach i kolor. Prawa zachowania i liczby kwantowe:

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania

Kto nie zda egzaminu testowego (nie uzyska oceny dostatecznej), będzie zdawał poprawkowy. Reinhard Kulessa 1

1.6. Ruch po okręgu. ω =

Oddziaływanie pomiędzy kwarkami i leptonami -- krótki opis Modelu Standardowego

Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Astrofizyka teoretyczna II. Równanie stanu materii gęstej

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.

Promieniowanie jonizujące

Już wiemy. Wykład IV J. Gluza

Materia i jej powstanie Wykłady z chemii Jan Drzymała

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

WYKŁAD Prawdopodobieństwo procesów dla bardzo dużych energii, konieczność istnienia cząstki Higgsa

Promieniowanie jonizujące

Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN

k e = 2, Nm 2 JEDNOŚĆ TRZECH RODZAJÓW PÓL. STRESZCZENIE.

Cząstki elementarne Odkrycia Prawa zachowania Cząstki i antycząstki

Kto nie zda egzaminu (nie uzyska oceny dostatecznej), będzie zdawał testowy egzamin poprawkowy Reinhard Kulessa 1

WYKŁAD 4 10.III.2010

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Fizyka wykład dla studentów kierunku Informatyka Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej

Oddziaływania. Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana. Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED)

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

FALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N

Oddziaływania. Przekrój czynny Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana. Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED)

M. Krawczyk, Wydział Fizyki UW

WYKŁAD X.2009 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Własności jąder w stanie podstawowym

Wykład Ładunki elektryczne

Doświadczenie Rutherforda. Budowa jądra atomowego.

Wstęp do fizyki cząstek elementarnych

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania silne

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

WYKŁAD 3. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masy i czasy życia cząstek elementarnych. Kwarki: zapach i kolor. Prawa zachowania i liczby kwantowe:

WYKŁAD I Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Model Standardowy AD 2010

Z czego i jak zbudowany jest Wszechświat? Jak powstał? Jak się zmienia?

FIZYKA. Wstęp cz. 1. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Wybrane Dzialy Fizyki

Oddziaływania elektrosłabe

Wszechświat cząstek elementarnych

Teoria grawitacji. Grzegorz Hoppe (PhD)

Elektrostatyka, część pierwsza

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Elektryczność i Magnetyzm

I. Przedmiot i metodologia fizyki

WYKŁAD 9. Wszechświat cząstek elementarnych. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

Struktura porotonu cd.

Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Konsekwencją tego, Ŝe cząstki mikroświata mają takŝe własności falowe jest:

Oddziaływanie cząstek z materią

STRUKTURA MATERII PO WIELKIM WYBUCHU

Mechanika. Fizyka I (B+C) Wykład I: dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej

Maria Krawczyk, A.Filip Żarnecki, Wydział Fizyki UW

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

Wykład 43 Cząstki elementarne - przedłużenie

Zderzenia relatywistyczna

czastki elementarne Czastki elementarne

Bozon Higgsa oraz SUSY

Wszechświat cząstek elementarnych

WYKŁAD IV.2013

Wszechświat cząstek elementarnych (dla humanistów)

Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 3. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Wymagania edukacyjne z fizyki zakres podstawowy. Grawitacja

VI. 6 Rozpraszanie głębokonieelastyczne i kwarki

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

WYKŁAD 9. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

( Kwantowe ) zasady nieoznaczoności Heisenberga. a rozmiar ( grawitacyjnej ) czarnej dziury; Wstęp do teorii strun

Podstawy Fizyki Jądrowej

Stany skupienia materii

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

Transkrypt:

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 17.III.2010 Oddziaływania: elektromagnetyczne i grawitacyjne elektromagnetyczne i silne (kolorowe) Biegnące stałe sprzężenia: α i αs uwięzienie i asymptotyczna swoboda

Cztery podstawowe siły Oddziaływanie grawitacyjne Działa między wszystkimi cząstkami, jest to zawsze przyciąganie. Odpowiedzialne za tworzenie Układu Słonecznego, galaktyk itp. Oddziaływanie elektromagnetyczne Ładunki elektryczne mogą się odpychać lub przyciągać. Odpowiedzialne za tworzenie wiązań atomowych. Oddziaływanie silne (jądrowe i kolorowe) Siły jądrowe działają między nukleonami przyciąganie;odpowiedzialne za tworzenie jąder atomowych. Wewnątrz nukleonów i innych hadronów (cząstek oddziałujących silnie) - kwarki i siły kolorowe między nimi. Oddziaływanie słabe (elementarne i fundam.) Rozpady promieniotwórcze niektórych jąder np. rozpad beta Na poziomie fundamentalnym realizowane między kwarkami, we współpracy z oddziaływaniem e-m ( oddz. elektrosłabe)

Grawitacja i elektromagnetyzm - znane w makroświecie Oddziaływnia elektromagnetyczne są znacznie silniejsze więc dlaczego grawitację znano wcześniej?? W dużych ciałach ładunki elektryczne się znoszą zaś grawitacja się wzmacnia... Siła przyciągania dwóch ładunków elektrycznych, np. dla protonu i elektronu w atomie wodoru Fel = e2 / r2 zaś Fgr = G M m / r2 Stosunek tych sił GMm/e2 ok. 10-40

grawitacja kontra ektromagnetyzm wg wykładu Close'a Grawitacja zwycięża dla dużych ciał i dostarcza zagadek, które mogą się wiązać z cząstkami

Prędkość ciała o masie m w ruchu wywołanym przyciąganiem grawitacyjnym wokół masy M Prędkość maleje gdy promień R rośnie

CIEMNA MATERIA Prędkość masy m w ruchu wywołanym przyciąganiem grawitacyjnym wokół masy M Prędkość maleje gdy promień R rośnie galaktyki Więcej masy M dla dużych R niż świeci planety

Co to jest ciemna materia? Nie wiemy, ale musi być neutralna elektrycznie i albo: zimna ciemna materia ciężkie cząstki (małe energie kinetyczne) goraca ciemna materia lekkie cząstki (duże energie kinetyczne) więcej w dalszych wykładach

Oddz. elektromagnetyczne kontra silne (kolorowe)

Elektrostatyka Dwa typy ładunków + i - CHROMOSTATYKA Trzy rodzaje ładunków (kolorów), każdy typu + i

3 ładunki kolorowe + + kwarki + _ antykwarki Znana reguła: Takie same kolory się odpychają, przeciwne - przyciagają

Najprostszy układ: mezon=kwark-antykwark + mezon

TRZY kolory Potrzebne aby powstały bariony (3 kwarki) (np. proton) = aby się kolor zneutralizował np. proton

Elektrodynamika kwantowa Quantum Electrodynamics: QED Ładunek elektryczny Atomy Molekuły (cząsteczki) Chromodynamika kwantowa Quantum Chromodynamics: QCD Ładunek kolorowy Nukleony Jądra

Diagramy Feynmana dla oddziaływań elektromagnetycznych e siła działania photon (e e)/4π = 1/137 α e Proces rozpraszania dwóch elektronów czas płynie t ee ee

Diagramy Feynmana dla oddziaływań kolorowych g siłą działania gluon (g g)/4π ~1/10 = alpha_s αs g Proces rozpraszania dwóch kwarków czas płynie t qq qq qq

Diagramy Feynmana dla oddziaływań elektromagnetycznych efekty kwantowe wirtualne pary e+e- ujawniają się dla dużych pędów p e photon α=1/137 efekty kwantowe: α rośnie z p: dla p~100 GeV ~1/128 e ee (gdy p 0) ee E=pc, wymiar [p]=gev/c

Feynman diagrams for chromomagnetic interaction Jak w QED, w QCD g gluon αs ~1/10 αs g = ale również maleje z p duża dla małych p SILNE ODDZIAŁYWANIA! qq qq qq = mała dla dużych p rachunek zaburzeń QCD

Biegnąca stała sprzężenia: dane doświadczalne (2008) więzienie dla kwarków αs asymptotyczne swoboda Na tej osi pęd : odległości rzędu rozmiaru protonu (duże odległości) małe odległości (mniejsze od rozmiaru protonu)

Procesy skrzyżowane: przykład dla oddz. elektromagnetycznych Linie bez strzałek pozwalają opisywać różne procesy z udziałem ustalonych typów cząstek zewnętrznych czas płynie t e e tu mamy 2 e (elektron i/lub antyelektron=pozyton) i 2 kwarki q (q i/lub anty q) q foton q Procesy skrzyżowane czas płynie t e q e q - - - pozyton początkowy elektron końcowy a anty q końcowe q początkowe

Diagramy Feynmana dla oddziaływań elektromagnetycznych

Pytania do wykładu 5 Co świadczy o istnieniu ciemnej materii: ruch planet czy galaktyk? Czy ciemna materia jest naładowana elektrycznie? Czy wiemy z czego składa się ciemna materia? Ile wynosi stała struktury subtelnej dla pędów p 0, a ile dla p= 100 GeV? Czy dla dużych energii (pędów) dwa elektrony oddziałują silniej czy słabiej? Ile wynosi stała sprzężenia oddziaływań silnych dla pędu ok. 1 GeV? Dla jakiego pędu α wynosi 1/10? s Kiedy kwarki stają się bardziej swobodne (mniejsza siła działywania) dla dużych czy małych energii? Co to jest uwięzienie kwarków? Wypisz procesy skrzyżowane do procesu rozproszenia kwarków: ud ud