pregled istraŽivanja u cernu

PREGLED ISTRAŽIVANJA U CERNU

Ilija Strajnić

11

1961-1968 Glashow, Wienberg i Salam (GWS) su razvili teoriju po kojoj su slabe i elektromagnetne sile ujedinjene u jednu, elektroslabu silu.

Electromagnetne sile – dugodometne, odgovorne za vezivanje atoma i molekula; prenosilac: foton (masa = 0)

Slabe sile – kratkodometne, odgovorne za spore radioaktivne raspade jezgara, β raspad, prenosioci: W+,W-, Z0 (masa ~ 80-90 GeV)

Wμ1,2,3, Bμ W+, W-, Z0, γ

GWS teorija pretpostavlja da postoje 4 bezmasena prenosioca elektroslabe sile: Wμ1,2,3 and Bμ.

koji se preko mehanizma spontanog narušenja simetrije transformišu u masene čestice W+, W-, Z0

i bezmaseni γ. Mehanizam pomoću koga W+, W-, Z0 stiču masu zove se Higsov mehanizam.

Za dva protona u jezgru elektromagnetna sila je 107 puta jača od slabe sile, ali, na mnogo manjim rastojanjima (~10-18 m) jačine slabe i elektromagnetne sile postaju uporedive.

W’s

W-W+ Z0

.

Katrin od Tricijumskog izvora do detektora

3368 dipolnih magneta (plavi na slici) i 816 kvadropolnih magneta i 516 sekstipolnih magneta (žuti na slici)

• ALEPH ( Aparatus for LEP Phisics ) prati tragove i vertekse

• Sastoji se od gasom ispunjenih komora

• Obložen metalnim pločama

• Prati zakrivljenost putanja čestica koje su u jakom magnetnom polju

• DELPHI ( Detector with Lepton, Photon and Hadron )

• Visoka preciznost identifikacije čestica

• Verteks se prati u 3 dimenzije

• Gasni detektor

• Najveći detektor

• Ima magnet od 8500 tona gvožđa

• određuje putanju čestica, a energiju preko kalorimetra koji je napravljen od Berilijum-Germanijum oksida

• OPAL ( Omni-Purpose Aparatus for LEP)

• Dimenzije 12 x 12 x12 m

• Sadrži hiljade blokova olova koji su kalorimetar za fotone

• Obložen crnom komorom da odbije neželjenu svetlost

• Na krajevima hadronski kalorimetar od gvožđa

U potrazi za nedostajućom česticom 33

Unutrašnji detektor|η|<2.5, B=2TOdređuje putanje i meri impulse naelektrisanih čestica

KalorimetriMere energije čestica.Elektromagnetni: Pb+LArHadronski: Fe/sci (barel)LAr (fwd)

Magnetni sistem Savija putanje naelektrisanih čestica i omogućava merenje impulsa.Solenoid obavija ID Toroidni magneti u MS

Mionski spektrometarIdentifikuje mione i meri njihove impulse.|η|<2.7, B=0.5Tair-core toroidi i mionske komore

ATLAS detektor

Kalorimetarski Sistem ATLAS detektora

Toroidni magneti

Longitudinalni presek jednog kvadranta ATLAS-ovog mionskog spektrometra

Šema CMS detektora

42

ATLAS će tragati za Higsom od

LEP2 granice do 1 TeV.

γγH

HWqq ' Httqqgg bbH

4l/ZZZZH *

lννl/WWWWH *

GeV150mH

GeV600m130 H

GeV 600mH lljjZZH

lννjWWH

• Veliki broj modela, veliki broj parametara

• Najpopularniji Minimalni SuperSimetricni Model MSSM

• Mase čestica slobodni parametri, čardžino i neutralino treba da budu lakši od skvarkova i gluina

• SUSY čestice se proizvode u paru:

• Raspadaju se kaskadno

qq,qg,ggqgqq,gg,$~~~~~

01

002

01

002

01

02

102

01

χhχiliχZχili,χllχ

χqqiliqχqili,qχq

qqg

~~~

~~

LSP-najlakši neutralino, dobar kanidat za tamnu materiju

Ako SUSY postoji na EW skali ona će biti otkrivena na LHC za maseskvarkova i gluina < 2-2.5 TeV , mase sleptona < 340 GeV, i za čardžino/ neutralino mase <500 – 600 GeV

Inkluzivni SUSY signal nad SM fonom: (n)džeta + ETmiss + ((n)leptona)

Levo vidimo PET sken mozga jednog fizičara, a desno PET sken mozga u "akciji" koji gleda reči. PET (Positron Emission Tomography) radi na principu elektronsko-pozitronske anihilacije na niskim energijama