Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Neutrina i ich mieszanie

Podobne dokumenty
26.IV.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Mieszanie kwarków i nie tylko Neutrina mieszanie i oscylacje

Metamorfozy neutrin. Katarzyna Grzelak. Sympozjum IFD Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych IFD UW. K.Grzelak (UW ZCiOF) 1 / 23

Neutrina. Źródła neutrin: NATURALNE Wielki Wybuch gwiazdy atmosfera Ziemska skorupa Ziemska

Naturalne źródła neutrin, czyli neutrina sa

Neutrina i ich oscylacje. Neutrina we Wszechświecie Oscylacje neutrin Masy neutrin

Tajemnicze neutrina Agnieszka Zalewska

Jak się tego dowiedzieliśmy? Przykład: neutrino

Neutrina mają masę - Nagroda Nobla 2015 z fizyki. Tomasz Wąchała Zakład Neutrin i Ciemnej Materii (NZ16)

Title. Tajemnice neutrin. Justyna Łagoda. obecny stan wiedzy o neutrinach eksperymenty neutrinowe dalszy kierunek badań

Podstawy fizyki cząstek III. Eksperymenty nieakceleratorowe Krzysztof Fiałkowski

Neutrina najbardziej tajemnicze cząstki we Wszechświecie

Rozdział 6 Oscylacje neutrin słonecznych i atmosferycznych. Eksperymenty Superkamiokande, SNO i inne. Macierz mieszania Maki-Nakagawy- Sakaty (MNS)

Fizyka neutrin. Źródła neutrin Neutrina reliktowe Geoneutrina Neutrina z wybuchu Supernowych Neutrina słoneczne. Deficyt neutrin słonecznych

Zagadki neutrinowe. Deficyt neutrin atmosferycznych w eksperymencie Super-Kamiokande

cząstki, które trudno złapać Justyna Łagoda

Neutrina (2) Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VIII

Promieniowanie jonizujące

Słońce obserwowane z kopalni Kamioka, Toyama w Japonii

Masywne neutrina w teorii i praktyce

Rozpad alfa. albo od stanów wzbudzonych (np. po rozpadzie beta) są to tzw. długozasięgowe cząstki alfa

Zagadki neutrinowe. Deficyt neutrin atmosferycznych w eksperymencie Super-Kamiokande

Zderzenia relatywistyczne

Neutrina. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VIII. Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne

Neutrina. Wszechświat Czastek Elementarnych. Wykład 12. prof. dr hab. Aleksander Filip Żarnecki

Neutrina. Wstęp do Fizyki I (B+C) Wykład XXII:

Promieniowanie jonizujące

Wszechświata. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

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

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

Neutrina. Fizyka I (B+C) Wykład XXVII:

Neutrina. Fizyka I (B+C) Wykład XXIV:

Neutrino cząstka, która nie miała być nigdy odkryta

Neutrina (2) Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład IX

Neutrina cząstki XXI wieku?

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

Oddziaływania elektrosłabe

Oscylacje neutrin. Deficyt neutrin atmosferycznych w eksperymencie Super-Kamiokande

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Neutrina. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VII. Historia neutrin Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne

Czy neutrina mogą nam coś powiedzieć na temat asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie?

Zderzenia relatywistyczne

Promieniowanie jonizujące

Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

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

Analiza oscylacji oraz weryfikacje eksperymentalne

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

Podstawy fizyki wykład 5

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania

Oddziaływania podstawowe

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

Tajemnice neutrin Jan Kisiel Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski, Katowice Katowice,

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Cząstki elementarne Odkrycia Prawa zachowania Cząstki i antycząstki

Przyszłość polskiej fizyki neutrin

wyniki eksperymentu OPERA Ewa Rondio Narodowe Centrum Badań Jądrowych

Reakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski

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

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

Neutrina. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VII. Historia neutrin Oddziaływania neutrin Neutrina atmosferyczne

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

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

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

Wszechświat czastek elementarnych

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

M. Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Widmo elektronów z rozpadu beta

Elementy Fizyki Czastek Elementarnych 1 / 2

Podstawowe własności jąder atomowych

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 3

Wstęp do fizyki cząstek elementarnych

Wykłady z Geochemii Ogólnej

Oscylacyjne eksperymenty neutrinowe najnowsze wyniki oraz perspektywy

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

Tomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków

Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 3 Promieniotwórczość naturalna

Podstawy Fizyki Jądrowej

Fizyka cząstek elementarnych II Neutrina

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania słabe

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Rozpady promieniotwórcze

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

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

WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)

Fizyka cząstek 5: Co dalej? Brakujące wątki Perspektywy Astrocząstki

Model Standardowy i model Higgsa. Sławomir Stachniewicz, IF PK

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

Klasyfikacja przypadków w ND280

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

Transkrypt:

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 12 21.12.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Neutrina i ich mieszanie

Neutrinos: Ghost Particles of the Universe F. Close polecam wideo i audio http://www.gresham.ac.uk/event.asp?pageid=108&eventid=8

NEUTRINO "Zrobiłem straszną rzecz. Zapostulowałem istnienie cząstek, które nie mogą być odkryte..." - W. Pauli 1930: Pauli nazwa neutron, masa zero, zakład o skrzynkę szampana, że nie zostanie odkryta 1933: Fermi teoria rozpadu beta i nazwa neutrino Neutrina bardzo słabo oddziałują musimy liczyć na bardzo dużą ich liczbę, żeby jakiemuś zdarzyło się oddziałać. Lata 50-te XX w - w reaktorach atomowych zachodzi wiele rozpadów beta i powstaje bardzo dużo antyneutrin elekronowych. Zmuszenie tych neutrin do określonego oddziaływania (odwrotny proces beta) w wodzie odkrycie Reines, Cowan W 1956 Pauli przysłał skrzynkę szampana...

Odkrycie neutrina elektronowego A. Pigulski, Festiwal Nauki' 2003

Źródła neutrin Sztuczne: reaktory 5 x 10 20 neutrin /s (również wybuchy jądrowe) Słońce: 2 x10 38 neutrin /s (w kierunku Ziemi 60 mld neutrin/cm2/s) Ziemia (naturalna promieniotwórczość): 80 mln neutrin/cm2/s Wielki Wybuch, surpernowe itp My sami!? Poniżej neutrina i antyneutrina określam jako neutrina, o ile nie prowadzi to do nieporozumień

Neutrinowe zdjęcie Słońca

Nasze ciało W ciągu 1 sek dociera do naszego ciała (1 m2 powierzchni) -600 bln neutrin ze Słońca -800 mln neutrin z Ziemi -My też produkujemy 4000 neutrin (340 mln neutrin dziennie) 600 000 mld 4000 800 mln

Fotony potrzebują 100 tys. lat aby się wydostać z wnętrza Słońca, a neutrina kilka sekund Wyjątkowa rola neutrin jako bezpośredniego (bo prawie nieoddziałującego) nośnika informacji

Obserwacja neutrin i odkrycie neutrin słonecznych Obserwacja neutrin: -blisko silnego źródła (reaktory) -albo ogromne detektory,dobrze osłonięte przed promieniowaniem kosmicznym, np. w głębokich kopalniach. Neutrina słoneczne: -Lata 60e XXw R. Davis budowa detektora w kopalni złota w Homestake, w Poludniowej Dakocie, na głębokości 1500 m Pomysł włoskiego fizyka B. Pontecorvo: rejestrowanie neutrin słonecznych dzięki ich oddziaływaniu z jądrem chloru, które prowadzi do powstania jąder argonu. Wykryto kilkunaście atomów argonu powstałych w 600 tonach płynu do czyszczenia (!), zawierającego chlor (30 lat zbierania danych). -2002 nagroda Nobla dla R. Davisa i M. Koshiby.

F. Close antyneutrino el. + 25 MeV W słońcu powstają neutrina elektronowe

Neutrina atmosferyczne Neutrina atmosferyczne = neutrina produkowane w atmosferze Zagadka: liczba neutrin docierająca do Ziemi była znacznie mniejsza niż przewidywana teoretycznie. Ale których neutrin?

Deficyt neutrin słonecznych i atmosferycznych Deficyt (brak) w docierajacym na Ziemię strumieniu neutrin elektronowych, pochodzących ze Słońca W strumieniu neutrin wytwarzanych w atmosferze (neutrina atmosferyczne) występuje deficyt neutrin mionowych. W obu wypadkach brakuje neutrin, ale gdyby po drodze od źródła do detektora nastąpiła zamiana typu (zapachu) neutrina, to można wytłumaczyć ten deficyt, bo rejestracja jest nastawiona na określony typ neutrin, np. elektronowych. Zamiana typu neutrin przy propagacji oscylacja

Neutrina atmosferyczne D.Kiełczewska

Neutrina atmosferyczne z góry i z dołu Super Kamiok ande

Porównania strumieni neutrin przychodzących od dołu (przez całą kulę ziemską) i z góry do detektora D.Kiełczewska νe νμ

zbyt słabe

Oscylacje a niezerowe masy neutrin. Mieszanie Można to (oscylacje) wyjaśnić jeśli założymy, że 1/ neutrina mają niezerową masę (choćby jedno z 3 neutrin). Stany neutrinowe o określonych masach oznaczamy przez ν1, ν2, ν3 2/ neutrina νe, νµ, ντ, w dubletach z e, µ, τ (oddziałujące z udziałem W+/-) są mieszankami tych neutrin ν1, ν2, ν3 3/ w przestrzeni propagują się stany o określonej energii i masie skład mieszanki zmienia się w czasie propagacji

θ Prawdopodobieństwo oscylacji neutrin typu α w typ β: θ D. Kiełczewska

BUT if neutrinos have mass, they can oscillate back and forth F. Close

http://www.fuw.edu.pl/~neutrina/oscylacje_neutrin.html

Czułość na oscylacje dla neutrin różnego pochodzenia Dane pozwalają wyznaczyć różnice kwadratów mas neutrin w funkcji kąta mieszania θ

Badania oscylacji neutrin Wiązki neutrin z laboratoriów (CERN,Fermilab,KEK) Mierzymy strumień w pobliżu Mierzymy strumień setki km dalej Dowody na znikanie neutrin z wiązki Program badawczy aby zrozumieć masy neutrin, ich mieszanie, a może nawet występowanie 3 rodzin...

Wyniki: obszary wykluczone na 95% z różnych eksperymentów http://pdg.lbl.gov/2009/figures/figures.html

Pierwsze przypadek neutrin z wiązki T2K w detektorze Super-Kamiokande 24.02.2010 Oddziaływanie nastąpiło dokładnie w czasie, kiedy spodziewane było przyjście wiązki. Zarejestrowano trzy pierścienie czerenkowskie, dwa z nich pochodzą najprawdopodobniej z rozpadu pionu neutralnego powstałego w wyniku oddziaływania neutrina. http://neutrino.fuw.edu.pl/node/363

- Jakie znasz sztuczne żródła neutrin? I - Ile neutrin promieniuje Słońce w ciagu 1 sekundy? - Ile neutrin na 1 cm2 promieniują naturalne źródła ziemskie w ciągu doby? -Czy człowiek promieniuje neutrina? -Dlaczego neutrina nie robią nam krzywdy? -Czy fotony przenikają przez nasze ciało na wylot? -Czy fotony dostarczają bezpośredniej informacji o wnętrzu Słońca? -Na czym polega zagadka neutrin słonecznych? -Co to są neutrina atmosferyczne? -Czy atmosferyczne neutrina docierają do nas również od dołu przechodząc przez całą kulę ziemską? -Których atmosferycznych neutrin brakuje - elektronowych czy mionowych? -Co to znaczy: oscylacje neutrin? -Kiedy może dojść do oscylacji-czy mogą zachodzić gdy masy neutrin takie same? -Czy prawdopodobieństwo zamiany neutrina o określonym zapachu w neutrino o innym zapachu zależy od długości drogi, przebywanej przez neutrina? -Na jakie różnice kwadratów mas neutrin jesteśmy czuli obserwując neutrina pochodzące z supernowych?