1 LHC – Large Hadron ColliderWielki Zderzacz Hadronów- wyzwanie dla fizyki ... i dla techniki
2
3 Niedziela, 6 kwietnia 2008 - „Drzwi Otwarte” LHC w CERN(czas oczekiwania – 3-4 godzin)
4 LHC – co to takiego?
5
6 CERN - życie nad ... i pod ziemiaok. 100m
7 LHC w schematycznym przekroju
8 pod powierzchnią ziemi)CERN i LHC Jezioro Genewskie Lotnisko w Genewie tunel LHC (długość 27 km, ok.100m pod powierzchnią ziemi) CERN/Meyrin
9 Układ akceleracyjny w CERN
10 LHC – wyzwanie dla techniki
11 CERN/LHC - Large Hardon Collider (Wielki Zderzacz Hadronów)Głębokość tunelu akc. H=100m LHC, to prawdziwa księga rekordów Guinnessa W tych rurach krążą protony; ich prędkość: v= c Energia: Ep=7 TeV c – prędkość światła Długość tunelu akceleratora L=27km Temperatura T=1.9 K= oC Magnesy nadprzewodzące: Prąd elektryczny: I= A Pole magnetyczne: B=8.7 T Próżnia P=10-10 Tr
12 Niektóre dane LHC Długość obwodu tunelu akceleratora 26 659 mŚrednia głebokość tunelu akceleratora 100 m Energia protonów w wiązce 7 TeV Energia jonów w wiązce 2,76 TeV/nukleon Prędkość protonów w wiązce 0, c Liczba protonów w wiązce 2808 paczek x 1011 Liczba obiegów protonu w akceleratorze na sekundę 11 245 Liczba zderzeń cząstek 600 mln/s Liczba rejestrowanych zderzeń 100/s Czas życia wiązki 10 h Liczba elektromagnesów akceleratora 9 593 Indukcja pola magnetycznego w elektromagnesach dipolowych 8,3 T Temperatura obwodów nadprzewodzących w tych elektromagnesach 1,9 K Ciśnienie w rurze wiązki 10-13atm Koszt akceleratora 4,98 mld CHF Koszt detektorów i gridu (w CERN-ie) 1,53 mld CHF Decyzja o budowie 1994, rozpoczęcie budowy 1998, uruchomienie 2008
13
14 LHC, Large Hadron Collider - Wielki Zderzacz Hadronów
15
16 ...a gdzie zderzenia?
17 CERN – eksperyment ATLAS
18 ATLAS m detectors EM calorimeter Solenoid 2T Inner detectorH calorimeter QM2004 Yves Schutz
19 CERN – eksperyment CMS
20 CMS Very forward calorimeters ZDC CASTOR TOTEM Central trackerHigh resolution EM calorimeter Hadronic calorimeter Superconducting solenoid magnet 4T Muon spectrometer QM2004 Yves Schutz
21 LHCb
22 Specialized detectors: Central tracking system:Solenoid magnet 0.5 T Cosmic rays trigger Forward detectors: PMD FMD, T0, V0, ZDC Specialized detectors: HMPID PHOS Central tracking system: ITS TPC TRD TOF MUON Spectrometer: absorbers tracking stations trigger chambers dipole ALICE
23
24
25 LHC – wyzwanie dla fizyki
26 Początek XX-go wieku Początek XXI-go wieku ? ~10-1 m ~10-10 m ~10-15 m
27
28
29 Model Standardowy – wspólczesna teoria cząstek elementarnychWłasności: Opisuje trzy spośród czterech oddziaływań: elektromagnetyczne, słabe i silne. Nie opisuje oddziaływań grawitacyjnych. Zawiera w sobie wcześniejsze teorie: Mechanika kwantowa, Chromodynamika kwantowa Teoria oddziaływań elektrosłabych Ma 19 swobodnych parametrów, których wartości nie wyjaśnia. Zgadza się z doświadczeniem do ułamków procenta.
30 Czego nie wiemy? Kilka przykładówSkąd się biorą masy cząstek i czemu są takie – jakie są? Czy istnieje bozon Higgsa? Gdzie się podziała antymateria? Gdzie i czym jest niewidoczna część Wszechświata? („ciemna materia i „ciemna energia”) Czy istnieją „skryte” wymiary przestrzeni? Jak formował się wczesny Wszechświat? Jakie są własności kwarków w stanie swobodnym? (Czym jest „plazma kwarkowo-gluonowa”?) Czy istnieją cząstki „supersymetryczne”?
31 My chcemy „cofnąć” bieg czasu ...10 –6 s –4 s min *109 lat Plazma K-G Nukleony Jądra Atomy Dzisiaj Przyroda Eksperyment Wielki Wybuch
32 Zderzenia relatywistycznychprotonów i ciężkich jonów
33 Rozwój procesu zderzenia (stan przedrównowagowy)(wymrażanie - emisja) Rozwój procesu zderzenia w czasie i przestrzeni (czas) (gaz hadronowy) (faza mieszana) (plazma kwarkowo- gluonowa (stan przedrównowagowy) (przestrzeń)
34 Diagram fazowy
35 Tak to wygląda w modelowaniu komputerowym
36
37
38 A jak to jest w rzeczywistości?(to już nie komputer, to „zdjęcie” cyfrowe)
39 CERN, ALICE, Pb+Pb, (2700+2700=5400) GeVBNL, STAR, Au+Au, ( =200) GeV E=mc2 400→4000 400→ ? CERN, ALICE, Pb+Pb, ( =5400) GeV
40 A czy my tam jesteśmy?
41 CERN - przed wejściem głównym – flagi państw - członków CERN-uTak, jesteśmy jako kraj
42 Jesteśmy, jako grupa z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej
43 Dr Radomir Kupczak ze studentami Wydziału Fizyki w naszym pokoju w CERN
44 Dr Adam Kisiel – obecnie post-doc w Ohio State University ze studentami Wydziału Fizyki w naszym pokoju w CERN
45 Elektronika detektora „T0” eksperymentu ALICEJesteśmy, jako grupa z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej Marcin Zaręba Michał Olędzki
46 Dyskusję na temat baz danych dla detektora ALICE (z udziałem studentów wydziałów: EiTI, MiNI i Fizyki) prowadzi w CERN dr Wiktor Peryt
47 „Off-line tutorial” – studenci Wydziału Fizyki PW na szkoleniu dotyczącym stystemu GRID w CERN
48 Uczniowie z Liceum w Radomiu przy eksperymencie ALICE, 27 maja 2008r;oprowadza ich mgr inż. Marek Chojnacki, absolwent Wydziału Fizyki PW, a obecnie doktorant w NIKEF (Utrecht)
49 A czy „zwykłemu człowiekowi” to się na co przyda?nowe materiały, nowe technologie, nowe urządzenia pomiarowe, zastosowania w medycynie, zastosowania w komunikacji, zastosowania w energetyce, zastosowania w ochronie środowiska ...
50 Przykład 1.
51 Maj, 2008 – studenci Wydziału Fizyki PW na lotnisku w GenewiePrzykład 2. Maj, 2008 – studenci Wydziału Fizyki PW na lotnisku w Genewie
52 CERN FIZYKA ! ... foto-tablica na lotnisku w Genewie nie biznes,Największe w świecie laboratorium fizyki, gdzie narodził się World Wide Web... ... 5 minut stąd! nie biznes, nie przemysł, nie polityka... ... FIZYKA ! Stworzyła potrzebę i znalazła rozwiązanie, z którego korzysta teraz cały świat !!!
53 Dlaczego właśnie w CERN?„Jeśli chcesz znaleźć się w miejscu w którym nigdy nie byłeś, musisz iść drogą, którą nigdy nie szedłeś.” Prof. B. Galwas
54 Jak to działa? – LHC – Wielki Zderzacz Hadronów(Wielka) wystawa Jak to działa? – LHC – Wielki Zderzacz Hadronów 15-23 listopada 2008 Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej Zapraszamy!
55 Dziękuję za uwagę. Jan Pluta,