Nauka i technologia dwa spojrzenia na CERN



Podobne dokumenty
Witamy w CERN Marek Kowalski

Oddziaływania podstawowe

Witamy w CERNie. Bolesław Pietrzyk LAPP Annecy (F) Wykład przygotowany przez polskich fizyków w CERNie.

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

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


Eksperyment ALICE i plazma kwarkowo-gluonowa

Grzegorz Wrochna Narodowe Centrum Badań Jądrowych Z czego składa się Wszechświat?

Akceleratory Cząstek

3.3 WSPÓŁPRACA MIĘDZYNARODOWA

Wszystko, co kiedykolwiek chcieliście wiedzieć o CERNie i o fizyce cząstek

Udział naukowców z Politechniki Krakowskiej w programie Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) w CERNie to już 18 lat!

CERN - pierwsze globalne laboratorium. Magdalena Kowalska CERN, PH-Dept.

Epiphany Wykład II: wprowadzenie

Wstęp do fizyki cząstek elementarnych: część eksperymentalna

LHC: program fizyczny

Kurs dla nauczycieli fizyki - Cząstki elementarne w CERN pod Genewą.

Jak działają detektory. Julia Hoffman

Wyzwania w rozwoju gospodarczym Polski : jaka rola JST i spółek komunalnych? Witold M.Orłowski

Poszukiwany: bozon Higgsa

- Cząstka Higgsa - droga do teorii wszystkiego

LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN

Cząstka Higgsa własności, odkrycie i badania oddziaływań

Statystyka wniosków TOI 2011

th- Zakład Zastosowań Metod Obliczeniowych (ZZMO)

CERN - pierwsze globalne laboratorium. Magdalena Kowalska CERN, PH-Dept.

Fizyka cząstek elementarnych

Wyznaczanie efektywności mionowego układu wyzwalania w CMS metodą Tag & Probe

STATYSTYKI PROGRAMU MŁODZIEŻ W DZIAŁANIU: ZA 2012 ROK

Programy Ramowe UE jako narzędzie realizacji ERA Struktura 7.PR UE. Zasady uczestnictywa

Stosunki handlowe Unii Europejskiej z Chinami. Tomasz Białowąs

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

W jakim stopniu emerytura zastąpi pensję?

Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Zakończenie Summary Bibliografia

Cennik połączeń krajowych CloudPBX. Cennik połączeń międzynarodowych CloudPBX

gizycko.turystyka.pl

Bozon Higgsa oraz SUSY

Polska w CERN. Kurs dla polskich nauczycieli w CERN maja Jan Paweł Nassalski Instytut Problemów Jądrowych im.

Poszukiwanie partnerów czyli jak stworzyć dobre konsorcjum

Theory Polish (Poland)

Zagraniczna mobilność studentów niepełnosprawnych oraz znajdujących się w trudnej sytuacji materialnej PO WER 2017/2018

OFERTA RAPORTU. Szkolnictwo wyższe analiza porównawcza Polski i wybranych krajów świata. Kraków 2012

SCENARIUSZ LEKCJI FIZYKI Z WYKORZYSTANIEM FILMU PĘDZĄCE CZĄSTKI.

Lifelong Learning- Erasmus 2013/2014

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

Statystyki programu Młodzież w działaniu za rok 2009 (wg stanu na dzień 1 stycznia 2010 r.)

Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS

Kraków ul. Miodowa 41 tel./fax: (12)

Kurs dla polskich nauczycieli w CERN kwietnia 2007

Liderzy innowacyjności w gospodarce światowej. Czy Polska może ich dogonić?


Obserwacja Nowej Cząstki o Masie 125 GeV

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

ERASMUS+ SPOTKANIE INFORMACYJNE DLA PRACOWNIKÓW UPJPII

Compact Muon Solenoid

Czego już dowiedzieliśmy się dzięki Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów LHC

Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?

Bartosz Majewski. 2 lipca2014 Białystok. Prawo Własności Intelektualnej w programie HORYZONT 2020

NAUKOMETRYCZNA CHARAKTERYSTYKA POZIOMU BADAŃ NAUKOWYCH PROWADZONYCH W DYSCYPLINIE INŻYNIERIA ŚRODOWISKA

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Komora próżniowa

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Jednostka akceleratora cząstek

Program GRUNDTVIG wspieranie niezawodowej edukacji dorosłych, w tym osób starszych

CERN - pierwsze globalne laboratorium. Magdalena Kowalska CERN, PH-Dept.

Wykład monograficzny 0 1

Jak działają detektory. Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych

Centrum Promocji i Informacji Turystycznej w Giżycku

EDUKACYJNE ZASOBY CERN

MIEJSCE POLSKIEGO PRZEMYSŁU SPOŻYWCZEGO W UNII EUROPEJSKIEJ

Barbara Trammer. 17 czerwca 2014 RPK, Białystok ASPEKTY FINANSOWE PROJEKTÓW HORYZONT 2020

Wybrane zagadnienia fizyki jądrowej i cząstek elementarnych. Seweryn Kowalski

dla Pracowników i Doktorantów

Maria Gałuszko

Wydatki na ochronę zdrowia w

Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe

Czego oczekuje Pokolenie Y od procesu rekrutacji w firmach #rekrutacjainaczej

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

Technologia GRID w badaniach naukowych na Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN

Przewodnik po wielkich urządzeniach badawczych

AKTYWNOŚĆ POLSKICH SAMORZĄDÓW NA ARENIE MIĘDZYNARODOWEJ: FORMY, MOŻLIWOŚCI, WYZWANIA. - wnioski z badania ankietowego

Czego oczekujemy od LHC? Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Cennik połączeń telefonicznych w AleKontakt Obowiązujący od dnia r.

Konsumpcja ropy naftowej na świecie w mln ton

Uznanie zagranicznych dyplomów w celu kontynuacji kształcenia w Polskiej uczelni. Hanna Reczulska. Warszawa, 23 października 2013r.

MasterClass-międzynarodowy program zajęć dla uczniów szkół średnich

Atrakcyjność inwestycyjna Europy 2013

C ,00 Euro z przeznaczeniem na organizację wymiany studentów i pracowników.

Małe i średnie przedsiębiorstwa w programie Horyzont finansowanie i aspekty prawne

PROGRAM MŁODZIEŻ W DZIAŁANIU grudnia 2012

Model Standardowy i model Higgsa. Sławomir Stachniewicz, IF PK

Reportaż ze szkolenia w CERN w Genewie, r.

Zakład Eksperymentu ATLAS (NZ14)

Boska cząstka odkryta?

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

Jak pokonać bariery dla (eko)innowacji w Polsce?

Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej

ZASIĘG USŁUGI FOTORADARY EUROPA I NIEBEZPIECZNE STREFY

Świat stoi otworem. Informacje o możliwościach realizacji studiów częściowych w innej uczelni w kraju i za granicą

Ubezpieczenia w liczbach Rynek ubezpieczeń w Polsce

Podstawowe informacje dla studentów PWSIiP wyjeżdżających na studia i praktyki w ramach Programu Erasmus+

Transkrypt:

Nauka i technologia dwa spojrzenia na CERN Politechnika Krakowska, wykład inauguracyjny, 3.10.2014 Agnieszka Zalewska, IFJ PAN Przewodnicząca Rady CERN-u

CERN utworzony został w 1954: przez 12 państw europejskich pod hasłem Nauka dla Pokoju ~ 2300 stałego personelu ~ 1600 na czasowych kontraktach/stypendiach ~ 10500 użytkowników Budżet (2014) ~1000 MCHF Kraje członkowskie: Austria, Belgia, Bułgaria, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Grecja, Hiszpania, Holandia, Israel, Niemcy, Norwegia, Polska, Portugalia, Słowacja, Szwajcaria Szwecja, Węgry, Wielka Brytania i Włochy Kandydat na członkostwo: Rumunia Kraj stowarzyszony kandydat na członkostwo: Serbia Kraje aplikujące o status kraju stowarzyszonego: Brazylia, Cypr, Pakistan, Rosja, Słowenia, Turcja, Ukraina Obserwatorzy przy Radzie CERN-u: Indie, Japonia, Rosja, Turcja, USA; Komisja Europejska i UNESCO 2

Misja CERN-u Badania naukowe Budowa i ewolucja Wszechświata Innowacyjność Rozwój nowych technologii Edukacja Kształcenie naukowców i inżynierów Promocja nauki w społeczeństwie Współpraca ludzi z różnych krajów i różnych kultur

Współpraca ludzi z różnych krajów i różnych kultur

CERN działalność edukacyjna Ta misja CERN-u jest traktowana bardzo poważnie i stale pojawiają się nowe inicjatywy CERN ma program adresowany do małych dzieci, zaakceptowany przez władze oświatowe Szwajcarii i Francji Fizycy cząstek z wielu krajów prowadzą tzw. masterclasses dla uczniów szkół średnich, wykorzystujące dane z CERN-u i stanowiące ważne uzupełnienie szkolnych wycieczek do CERN-u CERN prowadzi programy dla nauczycieli fizyki Letnie kursy w CERN-ie adresowane są do studentów wyższych uczelni Program Technical Student oraz szkoły dot. fizyki cząstek, komputingu i akceleratorów adresowane są do młodych fizyków i inżynierów Academic Training Programme służy naukowcom przebywającym w CERN-ie Rozmaite inicjatywy pod kątem pomocy w kształceniu inżynierów z krajów członkowskich

Program kształcenia nauczycieli fizyki

Badania naukowe

CERN najważniejsze na świecie laboratorium badań z fizyki cząstek

Zakres energii badań prowadzonych w CERN-ie LHC Bardzo ciekawe badania antyatomów wodoru z użyciem spowalniacza AD

Big Bang Proton Atom Promień ziemi Earth to Sun Radius of Galaxies LHC Universe Super-Microscope Hubble ALMA AMS VLT

Big Bang Proton Atom Radius of Earth Earth to Sun Promień galaktyki LHC Wszechświat Super mikroskop Badanie praw fizyki w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu powiązanie fizyki cząstek z astrofizyką i kosmologią AMS Hubble VLT ALMA

Model Standardowy Model Standardowy testowany od 40 lat z dużą dokładnością Duży wkład CERN-u do zrozumienia słabych oddziaływań Weak 12

CERN kamienie milowe z przeszłości 1973 odkrycie prądów neutralnych w eksperymencie Gargamelle 1982 odkrycie bozonów pośredniczących W i Z 1990 eksperymentalny dowód na istnienie trzech rodzin kwarków i leptonów

Model Standardowy Model standardowy testowany przez 40 lat z dużą dokładnością ALE jedno podstawowe pytanie pozostawało otwarte Skąd się bierze masa cząstek elementarnych? Weak 14

LHC: Nowa era w dziedzinie badań fundamentalnych CMS LHCb Badania w niedostępnym wcześniej obszarze energii dla zderzeń p-p i Pb-Pb ALICE LHC ring: 27 km circumference TOTEM LHCf MOEDAL Korea and CERN / July 2009 15 ATLAS

Zderzacz LHC (2008, 2009 -) Największy zderzacz pp i Pb Pb, docelowa energia: 14 TeV (dotąd maks. 8 TeV) w zderzeniach pp, 2.76 TeV/nukleon dla Pb Pb Ponad 1700 magnesów nadprzewodzących o polach magnetycznych rzędu 9 T największa kriogeniczna instalacja świata w temp. 1.9 K Zderzenia co 50 ns (docelowo co 25 ns), świetlność akceleratora sięga 8x10 33 cm -2 s -1 i 5x10 9 oddziaływań pp na sekundę, w tym kilkadziesiąt przypadków ciekawych fizycznie wielkie wyzwanie dla detektorów, systemów wyzwalania oraz akwizycji, przechowywania i analizy danych 16

17

LHC fantastyczne działanie w latach 2010-2012 p-p: ok. 2800 przyspieszanych pęczków, odl. 50 nsek, 100 mld protonów w pęczku, do 5 mln oddziaływań/sek No i szukaj w tym Higgsa! Czy naprawdę trzeba 19się tak męczyć?

Niestety tak, bo Ponad 10 rzędów wielkości różnicy między liczbą przypadków odpowiadających jakiemukolwiek oddz. pp i liczbą przypadków z produkcją Higgsa Wybór 1 przypadku z Higgsem z 10 miliardów zwykłych oddziaływań pp

Higgs rozpada się na wiele sposobów Stosunkowo czysty kanał rozpadu to Hɣɣ 4 July 2012: seminarium w CERN-ie CERN-owskie eksperymenty zaobserwowały cząstkę zgodną z długo poszukiwanym bozonem Higgsa

Nagroda Nobla z fizyki w 2013 roku François Englert i Peter W. Higgs otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki w 2013 roku "for the theoretical discovery of a mechanism that contributes to our understanding of the origin of mass of subatomic particles, and which recently was confirmed through the discovery of the predicted fundamental particle, by the ATLAS and CMS experiments at CERN's Large Hadron Collider.

Bozon Higgsa jest unikalną cząstką Cząstki materii to fermiony o spinie 1/2 Cząstki pośredniczące w oddziaływaniach to bozony o spinie 1 Bozon Higgsa nie jest żadną z nich. To skalarna cząstka o spinie 0 To pierwsza zaobserwowana fundamentalna cząstka skalarna Pole Higgsa wypełnia cały Wszechświat czy ten fakt ma jakieś głębsze konsekwencje?

Odtwarzanie warunków tuż po Wielkim Wybuchu w poszukiwaniu odpowiedzi na pytania: Jaka jest fundamentalna struktura materii i jakie jest pochodzenie jej masy? Czy istnieje symetria unifikująca wszystkie oddziaływania fundamentalnych cząstek materii? Skąd wzięła się obecnie obserwowana przewaga materii nad antymaterią? Stan materii przed powstaniem protonów i neutronów Czym jest Ciemna Materia? Czym jest Ciemna Energia?

Innowacyjność

Technologie rozwój i transfer do innych działów nauki, przemysłu i społeczeństwa Akceleratory Detektory Technologie informatyczne

Acceleratory z przeszłości Synchrotrony i cyklotrony niskich energii są obecnie powszechnie stosowane w przemyśle, np. przy produkcji żywności (około 20000) iw szpitalach (około 10000). Ich komercyjna wartość oceniana jest na 500 miliardów Euro. Program PIMMS (Proton Ion Medical Machine Study) w CERN-ie doprowadził do powstania akceleratora zoptymalizowanego na terapię hadronową, zastosowaną w MedAustron (Austria) and CNAO (Włochy). Stanowisko testowe w CERN-ie dla projektu MedAustron Synchrotron w CNAO (Pawia, Włochy)

Od akceleratora do paneli słonecznych Na potrzeby utrzymywania wysokiej próżni wewnątrz rury zderzacza LEP (poprzednik LHC) wynaleziono rodzaj molekularnego lepu do wyłożenia wnętrza rury. Ta technologia, przeniesiona do paneli słonecznych, pozwala na bardzo dobrą izolację termiczną, prowadząc do 10 razy wyższej wydajności nowych paneli w porównaniu z standardowymi panelami dachowymi. Wewnątrz rury akceleratora LEP Ta sama technologia w zastosowaniu specjalna metalowa taśma działała do paneli słonecznych na dachu jak molekularny lep lotniska w Genewie.

Przyszłe akceleratory W 2011 roku, podczas konferencji w Lund, CERN i inne duże laboratoria europejskie zobowiązały się do prowadzenia prac w kierunku jak najlepszej gospodarki energią w akceleratorach poprzez jej odzyskiwanie i składowanie, oszczędzanie wody itp. Przykładowo, bardzo ważne badania w tym kierunku dotyczą nadprzewodzących kabli z dwuborku magnezu, które przy 25 K mogą mieć parametry podobne do kabli używanych z LHC przy 3 K. Doprowadziło by to do znaczącej redukcji poboru mocy w akceleratorach.

Co po LHC w CERN-ie? Czy FCC (Future Circular Colliders) przy energii około 100 TeV dla pp z możliwością zderzeń e+e- (TLEP) i e ± p (LHeC)??? UWAGA!!! Podobny projekt rozważany w Chinach!!! 12-14 luty 2014 Spotkanie rozpoczynajace prace dla tego projektu 30

Co po LHC w CERN-ie? Czy CLIC projekt liniowego zderzacza e+eoptymalizowanego na energię 3 TeV??? Nowa technologia, jedyna dostępna dla zderzeń e+e- przy energii powyżej 1TeV Gradient elektr. pola przyspieszającego ~100 MV/m, dł. zderzacza ~40 km 31

Detektory z przeszłości Wielodrutowe komory proporcjonalne, rozwijane w latach 60-tych przez G. Charpaca w CERN-ie (Nagroda Nobla z fizyki w 1992 roku) na potrzeby eksperymentów z fizyki cząstek, są spektakularnym przykładem szerokich zastosowań, np. w diagnostyce medycznej i kontroli radiologicznej. 1924 2010 1980 pierwsza kamera PET, w zakładzie medycyny jądrowej Kliniki Uniwersytetu Genewskiego, użyta do obrazowania tarczycy z źródłem 124 I

Detectory dzisiaj z LHC do medycyny Krzemowe detektory pikselowe, używane do pomiarów torów cząstek w eksperymentach przy LHC i kryształy ołowiano-wolframowe, używane do pomiaru energii w eksperymencie CMS, znalazły już liczne zastosowania, w szczególności w medycynie. Na przykład, krzemowe detektory Medipix służą do obrazowania i diagnostyki. Elektronika, rozwinięta w CMS do odczytu sygnałów z kryształów w polu magnetycznym, umożliwia budowę skanera z jednoczesnym wykorzystaniem PET i rezonansu magnetycznego.

Technologie informatyczne WWW w przeszłości World Wide Web rozwinięty został w CERN-ie na potrzeby dużych międzynarodowych współprac naukowych prowadzących eksperymenty przy zderzaczu LEP. W 1993 roku został przekazany do publicznego użytku. WWW stanowi wspaniały prezent CERN-u dla ludzkości. Wartość rynkowa WWW jest obecnie oceniana na 1.5 tryliona Euro, tj. ok. 2.8% światowego PKB

Technologie informatyczne obecnie Grid LHC Prace nad WLCG (Worldwide LHC Computing Grid) rozpoczęły się w CERN-ie w 2002 roku. Prowadzone były pod kątem przechowywania i procesowania 20 petabytów danych dostarczanych każdego roku przez eksperymenty LHC. System składa się z tysięcy procesorów i przestrzeni dyskowych w centrach komputerowych na całym świecie. W 2010, wartość Cloud i Grid wynosiła 35 miliardów Euro. W 2015 roku Ich wartość może sięgnąć 120 miliardów Euro. Przykład ruchu w sieci WLCG.

Współpraca Politechniki Krakowskiej z CERN-em Nawiązana w 1990 roku z PK: prof. Michał Życzkowski i B. Nizioł, z CERN-u: C. Arnaud, P. Faugeras, D. Gȕseweld, T. Kurtyka, A. Poncet, P.Rohmig Dotychczasowa współpraca objęła ok. 20 pracowników PK i ok. 30 studentów delegowanych do CERN-u w ramach różnych programów Uczestnictwo w programie LHC (akcelerator i detektory) oraz wspólnie z CERN-em udział w projektach FAIR, EUROnu i TIARA Główne tematy prac badawczych w ramach współpracy z CERN-em: wkład w projektowanie akceleratorów, systemy transportu wiązki, magnesy nadprzewodzące, układy sterowania magnesami korekcyjnymi, systemy kompensacji termo-mechanicznej, układy kriogeniczne, nadprzewodzące linie zasilające, kriostaty, systemy chłodzenia i struktury nośne detektorów Rezultaty: 3 monografie, w tym jedna habilitacyjna, 1 praca habilitacyjna, 6 prac doktorskich, 11 prac magisterskich, ok. 100 not technicznych i raportów CERN-owskich, ok. 50 publikacji naukowych Od 2007 roku Centrum Projektowania Akceleratorów Cząstek Elementarnych PK - pod kierownictwem prof. Błażeja Skoczenia.

Na zakończenie wątek anegdotyczny Czerwiec 1982

Kreacja czy produkcja materii? Udostępnione przez H.Schoppera