atlas eksperiment · sastavljan je kao “brod u boci” ... • izmeri energiju elektrona i fotona...
Post on 25-Oct-2020
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ATLAS Eksperiment
Iris Borjanović za ATLAS grupu
Insituta za fiziku Beograd
The International Particle Physics MasterClass Belgrade 2011
Sadržaj predavanja
Zadatak ATLAS eksperimenta ATLAS detektor Šta je do sada izmereno na ATLAS-u i
koja su dalja očekivanja
Zadatak ATLAS eksperimenta
Standardni ModelFizičari su razvili teoriju, tzv.
Standardni model, koja opisuje čestice i sile koje deluju izmedju njih.
Sve čestice i interakcije se opisuju preko:
- 6 leptona
- 6 kvarkova
- nosilaca interakcije
Sve poznate čestice materije su leptoni ili su sastavljene od kvarkova, a intereaguju izmenom prenosilaca interakcije
Uprkos velikom uspehu, Standarni model nije kompletan i otvara niz novih pitanja na koja će ATLAS pokušati da odgovori.
Potencijalna otkrića na ATLAS-udala bi odgovore na pitanja o...
- Poreklu mase (Higs bozon)
- Neotkrivenim simetrijama (supersimetrične čestice)
- Tamnoj materiji
- Antimateriji
- Novim dimenzijama
- Novim fenomenima
Na ATLASu će se takodje raditi i precizna merenja
parametara Standardnog modela
Poreklo mase
Zašto elementarne čestice imaju
tako različite mase ?
Da bi objasnili ove misterije, teoretičari su pretpostavili postojanje
nove čestice, Higs bozona. Ako ona postoji biće moguće
detektovati je na ATLASu!
Supersimetrija
Standardni model ne opisuje gravitaciju. Moguć okvir za ujedinjenje sve 4 interakcije daje Supersimetrija.
Uključivanjem supersimetrije proširuje se spektar čestica u Standardnom modelu, tako što se svakoj poznatoj elementarnoj čestici pridružuje njen supersimetrični partner čiji se spin razlikuje za ½ čime se broj čestica duplira.
Do sada ni jedna supersimetrična čestica nije otkrivena što znači da one moraju biti teže od postojećih čestica.
Potraga za SUSY česticama je jedan od glavnih zadataka na ATLAS detektoru
Tamna materija
- LHC na malim skalama kreira uslove koji su postojali u ranom univerzumu odmah nakon velikog praska.
- Na ATLASu će pokušati da se otkrije zašto najveći deo materije u univerzumu sačinjava nepoznata vid materije, takozvana tamna materija
- Ako su konstitutienti tamne Ako su konstitutienti tamne materije nove čestice, onda mi materije nove čestice, onda mi trebalo biti moguće detektovati ih trebalo biti moguće detektovati ih na ATLASu.na ATLASu.
Evidence for dark matter can be seen in the collision of two clusters of galaxies.
Dodatne dimenzije
- U stanju smo da opazimo I vizuelno zamislimo svet u 3 dimenzije iako on možda može da postoji i u više dimenzija.
- Pokazatelj eventualnih dodatnih dimenzija može biti činjenica da je gravitaciona interakcija mnogo slabija od ostale tri interakcije. To je zato što se gravitaciono polje možda prostire u drugim dimenzijama.
- Na ATLAS eksperimentu bi potvrda postojanja ekstra dimenzija mogla da se vidi u dogadjajima u kojima graviton nestaje u ekstra dimenzijama. U takvim dogadjajima ATLAS bi detektovao veliku nedostajuću energiju u dogadjaju.
(Dali, The Disintegration of the Persistence of Memory, 1954)
Artist’s view of extra dimensions
Gravity may see dimensions we cannot
Antimaterija
- Na početku univerzuma su postojale jednake količine materije i antimaterije.
- Da su materija i antimaterija ogledalski suprotne onda bi se one medjusobno u potpunosti anihilirale I pretvorile u energiju.Kako to onda da je ostao prisutan deo materije koji je formirao galaksije, solarni sistem, našu planetu i nas ?
- Na ATLASu će biti izučavana tanana razlika koja postoji između materije I antimaterije
Nove sile
Dejstvo sile opisuje se izmenom čestica
nosilaca interakcije:
foton – elektromagnetna interakcija
gluon – jaka interakcija
W/Z bozon – slaba interakcija
Ako u prirodi postoje dodatne sile, postojaće I nove čestice, nosioci tih interkacija, kao što su na primer pretpostavljeni W' I Z' bozoni.
ATLAS detektorA Toroidal Lhc ApparatuS
ATLAS DETEKTOR
Gde je ATLAS smešten
Sastavljan je kao “brod u boci”
Decembar 2007
Maj 2007
Juni 2007
Juni 2003Oktobar 2004
Novembar 2006
Instalacija detektora
ATLAS kolaboracija
U eksperimentu učestvuje preko 3000 istraživača (169 univerziteta i 37 zemalja). Među njima su i istraživači iz Instuta za fiziku u Beogradu.
IF, Beograd, doprinos ATLAS eksperimentu:Dva diska (svaki 88.3 t, prečnik 9m) za zaštitu mionskih komora od zračenja
ATLAS detektor
Oblik cilindričniDužina = 55 m Širina = 32 m
Visina = 35 m Težina = 7000 t
Najveći detektor u fizici čestica koji je ikada izgradjen
Osnovne komponente ATLAS Detektora:Unutrašnji detektorElektromagnetni kalorimetarHadronski kalorimetarMionski spektrometar
Šta meri ATLAS detektor
• Odredi pravac i izmeri impuls i znak naelektrisanih čestica• Izmeri energiju elektrona i fotona u bilo kom pravcu u odnosu
na mesto interakcije• Meri energiju hadrona (protoni, pioni, neutroni, itd.)• Identifikuje elektrone • Identifikuje mione• Razlikuje da li neka čestica potiče direktno iz mesta interakcije
ili je njen verteks pomeren (secondary vertex)• Zaključi (na osnovu odrzanja impulsa) o eventualnom
prisustvu nedetektabilnih čestica – neutrina u dogadjaju• Sve to obavi dovoljno brzo tako da omogući izdvajanje 10-100
potencijalno interesantnihh dogadjaja u sekundi (od 109 sudara/sec) i sačuva datu informaciju
• Omogući dovoljno dug i pouzdan rad
Interakcije čestica sa različitimkomponentama detektora
Unutrašnji detektor je najbliži tački sudara dva protona I meri pravce, impulse i znake naelektrisanja nastalih čestica. Sastoji se od tri različita sistema senzora smeštenih unutar magnetnog polja koje je paralelno liniji snopa.
Unutrašnji detektor
KalorimetriKalorimetriKalorimetri imaju vaznu ulogu u merenju energije naelektrisanih I neutralnih čestica i daju najveći doprinos odredjivanju nedostajuće transferzalne energije.
Mionski spektrometar
Okružuje kalorimetre, identifikuje mione i meri njihove impulse savelikom preciznošćupomoću njihovog skretanja u magnetnom polju koje proizvodeveliki superprovodni toroidni magneti.
F.Gianotti, ATLAS Week, 28/2/2011 28
Na ovom slajdu je prikazan po jedan grafik iz svakog od 19Nedavno publikovanih/submitovanih radova
Detektori na LHC-u traže „dragi kamen u moru peska”
Dominiraju SM procesi u odnosu na retke nove procese-“novu fiziku van SM”
Zaključak
Što bude vŠto bude viišše podatakae podataka biće više nove fizike! biće više nove fizike!
Predstoji nam veoma uzbudljiv period !!!Predstoji nam veoma uzbudljiv period !!!
Neke interesantne web strane:
www.particleadventure.ipb.ac.rs
www.kosmologija.ipb.ac.rs
www.atlas.ipb.ac.rs
Kontakt ATLAS grupe Insituta za fiziku Beograd: atlas@ipb.ac.rs
top related