Czy neutrina sa rzeczywiście bezmasowe? (Pontecorvo) Bo gdyby nie były, to mogłyby oscylować.. Rozważmy dwa pokolenia neutrin: ν



Podobne dokumenty
Poszukiwany: bozon Higgsa

Eksperyment ALICE i plazma kwarkowo-gluonowa

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

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

Najgorętsze krople materii wytworzone na LHC

Czego już dowiedzieliśmy się dzięki Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów LHC

r. akad. 2008/2009 V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC

Theory Polish (Poland)

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

Oddziaływania elektrosłabe

Reakcje jądrowe. X 1 + X 2 Y 1 + Y b 1 + b 2

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

Zderzenia relatywistyczne

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

Podstawy fizyki cząstek III. Eksperymenty nieakceleratorowe Krzysztof Fiałkowski

Zderzenia relatywistyczne

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

LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN

Promieniowanie kosmiczne składa się głównie z protonów, z niewielką. domieszką cięższych jąder. Przechodząc przez atmosferę cząstki

Oddziaływania podstawowe

Wiadomości wstępne. Krótka historia Przekrój czynny Układ jednostek naturalnych Eksperymenty formacji i produkcji

Reakcje jądrowe. kanał wyjściowy

LHC: program fizyczny

Eksperymenty reaktorowe drugiej generacji wyznaczenie ϑ 13

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

Relatywistyczne zderzenia ciężkich jonów jako narzędzie w badaniu diagramu fazowego silnie oddziałującej materii

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Autoreferat. Jacek Otwinowski. Lipiec Imię i nazwisko: Jacek Otwinowski Adres: ul. Poznańska 10/69, Kraków, Polska

1. Wcześniejsze eksperymenty 2. Podstawowe pojęcia 3. Przypomnienie budowy detektora ATLAS 4. Rozpady bozonów W i Z 5. Tło 6. Detekcja sygnału 7.

Akceleratory Cząstek

Jak działają detektory. Julia Hoffman

Marcin Słodkowski Pracownia Reakcji Ciężkich Jonów Zakład Fizyki Jądrowej Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej

Tajemnicze neutrina Agnieszka Zalewska

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Rozdział 1 Wiadomości wstępne. Krótka historia Przekrój czynny, świetlność Układ jednostek naturalnych Eksperymenty formacji i produkcji

Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Neutrina i ich mieszanie

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania

Zakłady Naukowe Oddziału Fizyki i Astrofizyki Cząstek w Instytucie Fizyki Jądrowej

Atomowa budowa materii

Fizyka do przodu w zderzeniach proton-proton

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

Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Fizyka cząstek elementarnych

Zderzenia relatywistyczna

cząstki, które trudno złapać Justyna Łagoda

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

WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)

Janusz Gluza. Instytut Fizyki UŚ Zakład Teorii Pola i Cząstek Elementarnych

Wielki Wybuch czyli podróż do początku wszechświata. Czy może się to zdarzyć na Ziemi?

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

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

Na tropach czastki Higgsa

Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych

Cząstki elementarne i ich oddziaływania III

Słońce obserwowane z kopalni Kamioka, Toyama w Japonii

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

Bozon Higgsa oraz SUSY

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

Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?

Struktura porotonu cd.

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

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

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

VI. 6 Rozpraszanie głębokonieelastyczne i kwarki

Neutrina najbardziej tajemnicze cząstki we Wszechświecie

Wszechświat cząstek elementarnych

wyniki eksperymentu OPERA Ewa Rondio Narodowe Centrum Badań Jądrowych

Symetrie w fizyce cząstek elementarnych

W jaki sposób dokonujemy odkryć w fizyce cząstek elementarnych? Maciej Trzebiński

Badanie wysokoenergetycznych mionów kosmicznych w detektorze ICARUS.

Wszechświata. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

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

Marek Kowalski

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

Oscylacyjne eksperymenty neutrinowe najnowsze wyniki oraz perspektywy

Oddziaływanie cząstek z materią

Fizyka zderzeń relatywistycznych jonów

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

MasterClass-międzynarodowy program zajęć dla uczniów szkół średnich

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

Zderzenia ciężkich jonów przy pośrednich i wysokich energiach

Analiza oscylacji oraz weryfikacje eksperymentalne

Niezachowanie CP najnowsze wyniki

Symetrie. D. Kiełczewska, wykład 5 1

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

Tomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków

Oddział Fizyki i Astrofizyki Cząstek (NO1)

Nowa fizyka a oscylacja neutrin. Pałac Młodzieży Katowice 29 listopad 2006

Wstęp do akceleratorów

Zespół Zakładów Fizyki Jądrowej

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

Badanie przejścia fazowego i poszukiwanie punktu krytycznego w eksperymencie NA61/SHINE przy SPS CERN

Fizyka na akceleratorze HERA: eksperyment H1

Wiązki Radioaktywne. wytwarzanie nuklidów dalekich od stabilności. Jan Kurcewicz CERN, PH-SME. 5 września 2013 transparencje: Marek Pfützner

Ewolucja Wszechświata Wykład 5 Pierwsze trzy minuty

Reakcje jądrowe. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

A/H ττ µ + hadrony + X detektorze CMS

IV.4.4 Ruch w polach elektrycznym i magnetycznym. Siła Lorentza. Spektrometry magnetyczne

Wskazanie na pojawienie się neutrina elektronowego w eksperymencie T2K

Transkrypt:

Oscylacje neutrin Czy neutrina sa rzeczywiście bezmasowe? (Pontecorvo) Bo gdyby nie były, to mogłyby oscylować.. Rozważmy dwa pokolenia neutrin: ν e,ν µ ν e ν µ Stany własne zapachu, produkowane w oddziaływaniach słabych ν ν 1 2 Stany własne operatora masy ν e,ν µ Propagują się w przestrzeni jako kombinacje liniowe ν 1,ν 2 Ale: ν1,ν 2 Mają różne masy, zatem propagują się z różną prędkością, zmieniają się zatem (względne) fazy w czasie lotu a więc i skład zapachowy!!!

ν µ ν e cosϑ = sinϑ Funkcje falowe: sinϑ ν 1 cosϑ ν 2 ν µ = ν µ = ν1 cosϑ + ν 2 sinϑ ν e = ν e ϑ = ν sinϑ + ν 1 Parametr, nazywany kątem mieszania 2 cosϑ Zgodnie z regułami mechaniki kwantowej możemy policzyć jak po przebyciu drogi L zmieni się skład zapachowy wiązki neutrin mionowych P P ( ν ν ) µ ( ν ν ) µ µ e Prawdopodobieństwo znalezienia w wiązce neutrina mionowego Prawdopodobieństwo znalezienia w wiązce neutrina elektronowego

po stosunkowo prostych obliczeniach otrzymamy, że po przejściu drogi L 2 ( ν ) 2 2 L L [ m] µ ν µ = 1 sin ϑ sin E [ MeV ] P P ( ν ν ) = P( ν ν ) µ e 1 µ µ 1.27Δm E 2 2 2 ( Δmc ) [ ev ] Strategia mierzyć tam gdzie się już dla danego L/E krzywa wznosi Bardzo dynamicznie rozwijający się dział fizyki, dużo nowych eksperymentów i ciekawych wyników. K2K,T2K, MINOS, ICARUS, OPERA, à ASTROFIZYKA CZĄSTEK Eksperymenty

Pomiar kąta mieszania θ 23

Detektor SuperKamiokande W tym detektorze odkryto w 1998 r oscylacje neutrin (z udziałem UW) Zbiornik z wodą (50 kton), 40 m wysokości 1km pod ziemią, w Japonii

Przykład oddziaływania ντ w eksperymencie OPERA Wiązka neutrin mionowych pochodzi z CERNu

Oddziaływania (relatywistycznych) jonów Model jądra: Nukleony zamknięte w obszarze o promieniu R R 1/ 3 R = R 0 A Zderzenia: W CMS dwa lorentzowsko skrócone naleśniki p! cms p! cms

Zderzenia centralne b Zderzenia peryferyczne b - parametr zderzenia Energie zderzających się obiektów: Najwyższe: LHC w CERNie, wiązki PbPb, 3.5 TeV*Z, s = 2. 76 TeV dla pp SPS w CERNie 158 GeV/nukleon, p, C, Si, Pb (NA49), stacjonarna tarcza s = 14 GeV RHIC Zderzacz ciężkich jonów w Brookheaven (Au, d, p), do 100 A GeV dla pp

Ale też szereg doświadczeń przy niższych energiach, np.. GSI Darmstadt dysponuje wiązkami jonów od 0.1 do 2 GeV na nukleon (patrz detektor FOPI). log Idea: przy tak dużym zgromadzeniu /gęstości energii być może powstają obszary, w których kwarki i gluony poruszają się jakby we wspólnym (jednospójnym) obszarze. Następuje deconfiment (uwolnienie) czyli powstaje zupa/plazma kwarkowo-gluonowa. Dlaczego jest to tak interesujące? Zdefiniujmy temperaturę materii jądrowej: ( N( π ) E kin A π ( π ) kin N E kin exp T E π π E kin Definicja temperatury T

Badania plazmy kwarkowo-gluonowej pozwalają poznać historię Wszechświata. Tylko czy rzeczywiście udało się nam wytworzyć/odkryć plazmę kwarkowo-gluonową? Odpowiedź: istnieje caly szereg argumentów, które połączone dają/pozwalają wyciągnąć odpowiedź twierdzącą. skokowy wzrost produkcji cząstek dziwnych ( w plazmie wpływ masy cząstek na prawdopodobieństwo produkcji jest mniejszy) badamy stosunek liczby wyprodukowanych mezonów K i π. rozpuszczanie (przez plazmę) stanów cc _, bb a stąd zmniejszenie produkcji J / Ψ,Y asymetria w produkcji dżetów na skutek osłabienia jednego z dżetów przez plazmę

Zderzenia ciężkich jonów w LHC

Związek pomiędzy centralnością (parametrem zderzenia b) a energią poprzeczną zdeponowaną w kalorymetrze. Obliczenia modelowe

The average transverse momentum and particle ratio measurements indicate that particle production at LHC energies is strongly correlated with event particle multiplicity.

average transverse momentum of identified charged hadrons (pions, kaons, protons; left panel) and ratios of particle yields (right panel) in the range y <1 as a function of the corrected track multiplicity for η <2.4 for pp collisions (open symbols) energies [8], and for ppb collision (filled symbols) at s = 5.02 TeV. Error bars indicate the uncorrelated combined uncertainties, while boxes show the uncorrelated systematic uncertainties. For < p T > the fully correlated normalization uncertainty (not shown) is 1.0%. In both plots, lines are drawn to guide the eye (gray solid - pp 0.9 TeV, gray dotted - pp 2.76 TeV, black dash-dotted - pp 7 TeV, colored solid - ppb 5.02 TeV). The ranges of <p T >, K/π and p/π values measured by ALICE in various centrality PbPb collisions (see text) at s NN = 2.76 TeV [31] are indicated with horizontal bands.

tłumienie dżetów w zderzeniach HI W przeciwieństwie do zderzeń pp gdzie dżety produkowane są w parach o podobnych energiach w zderzeniach HI dochodzić może do stłumienia jednego z dżetów. Podobny efekt obserwowano w zderzeniach Au-Au@200GeV 3 grudnia 2010 r. -34-

Związek pomiędzy centralnością (parametrem zderzenia b) a energią poprzeczną zdeponowaną w kalorymetrze. Obliczenia modelowe

Dijet asymmetry ratio, A_{J}, for leading jets of p_t,1> 120 GeV/c and subleading jets of p_t,2> 30 GeV/c with a selection of Delta-phi>2pi/3 between the two jets. Results are shown for six bins of collision centrality, corresponding to selections of 70-100% to 0-10% of the total inelastic cross section. Results from data are shown as points, while the histogram shows the results for PYTHIA dijets embedded into HYDJET PbPb simulated events. Data from pp collisions at 2.76 TeV are shown as open points in comparison to PbPb results of 70-100% centrality. The error bars represent the statistical uncertainties.

W porównaniu z oddziaływaniami pp, w oddziaływaniach PbPb wzbudzone stany Y(2S), Y(3S) są tłumione silniej niż stan Y(1S)

Dimuon invariant-mass distribution from the PbPb data at sqrt(snn) = 2.76 TeV. The red line shows the fit to the PbPb data. The blue dashed line shows the shape obtained from the fit to the pp data. For a better comparison, the background shape, background yield, mass peak width, mass peak tail shape and the Y(1S) yields in the blue line are fixed to the PbPb fit, while the Y(2S)/Y(1S) and Y(3S)/Y(1S) ratios are fixed to the pp fit values.

Oddziaływania pp, 7 TeV

PLAZMA KWARKOWO-GLUONOWA

Elliptic Flow: Hallmark of a collective phenomenon bounce! dn dφ 1+ 2v 2 [ cos( 2φ) ] squeeze!

Results from the event-plane (EP) method for v2 as a function of pt at mid-rapidity eta < 0.8 for the 12 centrality classes given in the legend. The error bars show the statistical uncertainties only.