De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Materie, anti-materie en donkere materie Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de Natuur Niels Tuning (Nikhef)

Verwante presentaties


Presentatie over: "Materie, anti-materie en donkere materie Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de Natuur Niels Tuning (Nikhef)"— Transcript van de presentatie:

1 Materie, anti-materie en donkere materie Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de Natuur Niels Tuning (Nikhef)

2 Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de Natuur

3 Machten van tien … Heelal m Melkweg m Zonnestelsel m Aarde 10 7 m Mens 10 0 m Atoom m Kern m Botsingen m

4 Reis naar het allerkleinste…

5 Machten van tien … Heelal m Melkweg m Zonnestelsel m Aarde 10 7 m Mens 10 0 m Atoom m Kern m Botsingen m

6 Astronomie Deeltjes fysica

7 Elementaire deeltjes fysica Vragen die de mensheid al 2000 jaar bezighouden:  Wat zijn de bouwstenen van de materie ?  Welke krachten werken op deze bouwstenen ? Demokritos atoom Newton krachten Maxwell electromagnetisme Einstein van alles… 400 v.Chr

8 Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de Natuur

9 Waar bestaat het heelal uit?

10

11 0% ANTI MATTER Slechts 4% is normale materie…

12 Wat is de donkere materie ? Wat snappen we niet? 0% ANTI MATTER Waar is de anti materie ?

13 Donkere energie?? Wat snappen we al helemaal niet?? 0% ANTI MATTER

14 Donkere energie… Zorgt dat het heelal versneld uitdijt! (en dus voor altijd?!) Pas 10 jaar bekend!  1998: supernova’s verder weg dan hun ouderdom (helderheid) doet vermoeden  2003: achtergrondstraling: samenspel van materie en donkere energie bepaalt klontering van heelal “the biggest blunder I ever made in my life” kosmologische constante van Einstein 0% ANTI MATTER

15 Het menu komende half uur: Materie (snappen we) I. Anti-materie (snappen we, maar is weg??) II. Donkere materie (hebben we ideeen over…) II. Wat is de donkere materie ? I. Waar is de anti materie ? 0% ANTI MATTER

16 De stand van zaken in november pdg.lbl.gov

17 up down elektron De elementaire deeltjes Proton up down Neutron down up

18 Wat kan je maken van deze 3 bouwstenen? periodiek systeem van Mendeleev Alles! Ook Middelburg

19 De elementaire deeltjes Lading + 2/3 e - 1/3 e - 1 e 0 e quarks leptons Materie (1956) u d I e ee (1895) t b III   (1973) (2000) (1978) (1995) c s II   (1936) (1963) (1947) (1976) Niet één serie, maar drie!

20 •Fundamentele deeltjes en deeltjesversnellers Is dit alles? Lading + 2/3 e - 1/3 e - 1 e 0 e quarks Generatie: leptons Materie (1956) u d I e ee (1895) t b III   (1973) (2000) (1978) (1995) c s II   (1936) (1963) (1947) (1976)

21 Anti-materie Revoluties begin vorige eeuw: –Relativiteitstheorie –Quantum Mechanica Paul Dirac (1928): relativistische quantum theorie! Anti-materie deeltje: •Zelfde massa •Tegenovergestelde lading Voor elk materiedeeltje bestaat een anti-materiedeeltje ! (iγ μ ∂ μ -m)ψ=0

22 De elementaire deeltjes Lading + 2/3 e - 1/3 e - 1 e 0 e quarks leptons Materie (1956) u d I e ee (1895) t b III   (1973) (2000) (1978) (1995) c s II   (1936) (1963) (1947) (1976)

23 De elementaire deeltjes - 2/3 e + 1/3 e + 1 e 0 e u d c s t b e   ee    Anti-materie Lading III I II Lading + 2/3 e - 1/3 e - 1 e 0 e quarks leptons Materie (1956) u d I e ee (1895) t b III   (1973) (2000) (1978) (1995) c s II   (1936) (1963) (1947) (1976) (1932)

24 Hoe maak je anti-materie?? e+e+ e-e- Albert Einstein: E=mc 2 materie + antimaterie = licht ! (en vice versa) e+e+ e-e-

25 Anti-materie in ziekenhuizen: de PET-scan e+e  e+e  e+e  e+e  

26 Wat snappen we nog niet:

27 Materie (snappen we) I. Anti-materie (snappen we, maar is weg??) II. Donkere materie (hebben we ideeen over…) II. Wat is de donkere materie ? I. Waar is de anti materie ? 0% ANTI MATTER Wat snappen we nog niet?

28 I. “Anti-materie” Waar is de anti-materie gebleven? Geen anti-materie met satellieten Geen anti-materie sterrenstelsels

29 We hebben al die tijd maar 4% van het heelal bestudeerd! Temperatuurfluctuaties structuur van het heelal Rotatie-curves Gravitationele lens Wat is de donkere materie ? II. “Donkere materie”

30 Temperatuurfluctuaties structuur van het heelal De “klontering” zegt iets over zwaartekracht en dus over massa 400,000 jaar na oeknal werd heelal doorzichtig II. “Donkere materie”

31 Oudste foto: jaar na de Big Bang

32 Rotatie-curves data R -0.5 Afstand tot centrum stelsel (kpc) Snelheid (km/s) Rotatie-snelheid sterren II. “Donkere materie”

33 Gravitationele lens II. “Donkere materie” Donkere materie is “doorgeschoten”: te zien met gravit. lens Normale materie is “afgeremd”: te zien met X-rays Botsende melkwegstelsels

34 Wat snappen we niet? Anti-materie?? (waar is het gebleven) Donkere materie?? (wat klonterde de sterrenstelsels)

35 Astronomie Deeltjes fysica

36 Kijken zonder je ogen te gebruiken

37 •Niels Tuning Open Dag 2008 Botsingen van Deeltjes

38 I. Hoe onderzoeken we anti-materie: Detector

39 I. Hoe onderzoeken we anti-materie b s s b materie ↔ anti-materie

40 II. Hoe ontdek je donkere materie: Detector

41 II. Hoe ontdek je donkere materie? proton quark neutrino elektron quark Simulatie top quark productie

42 Normaal II. Hoe ontdek je donkere materie? Nieuw ? ? geen balans muon Maak nieuwe deeltjes met energie! E=mc 2

43 Einde 1) Materie (snappen we) 2) Anti-materie (snappen we, maar is weg??) 3) Donkere materie (hebben we ideeen over…) Wat is de donkere materie ? Waar is de anti materie ? 0% ANTI MATTER

44 EINDE

45 Backup slides

46 Wat is het nut van dit onderzoek? Fundamenteel onderzoek –Kan leiden tot verrassingen, •Soms zelfs nuttig… •Maar per definitie van te voren onbekend “Oneindig veel toegepast onderzoek aan de kaars zou ons nooit het electrische licht hebben gebracht.”

47 Wat is het nut van dit onderzoek? Fundamenteel onderzoek –Kan leiden tot verrassingen, •Soms zelfs nuttig… •Maar per definitie van te voren onbekend “Quantum mechanica en begrip van atomen cruciaal voor transitors.”

48 Wat is het nut van dit onderzoek? Fundamenteel onderzoek –Kan leiden tot verrassingen, •Soms zelfs nuttig… •Maar per definitie van te voren onbekend “Zonder relativiteits- theorie zit de GPS er 10km/dag naast!”

49 Wat is het nut van dit onderzoek? Fundamenteel onderzoek –Heeft nuttige bij-effecten •Medische toepassingen •Internet •Opleiden van onderzoekers voor de maatschappij (Philips, ASML, etc, etc) PET scanwww

50 Wat is het nut van dit onderzoek? Veel mensen zijn gewoonweg nieuwsgierig Hoort bij de mens –wat is het nut van kunst? religie?

51 Wat is het nut van dit onderzoek? Duur?? Mwah. –Totale kosten: 6 miljard –Kosten voor NL: 50 miljoen / jaar –Ter vergelijk, zie begroting Ministerie v. OCW: Cern31 miljoen ESA32 miljoen Genomics36 miljoen Kon. Bibliotheek45 miljoen TNO192 miljoen Stichting AAP10 miljoen Monumentenzorg70 miljoen Film20 miljoen Archeologie10 miljoen (Topsport: 28 miljoen)

52 Voorbeeld van spin-off: “hadron therapie” VersnellersMeetapparatuurKennis van deeltjes 1954: 1 ste patient 1997: patienten Nu: patienten

53 Before treatment 6 Weeks after carbon treatment with a dose of 60 Gye Voorbeeld van spin-off: “hadron therapie” D.Schulz-Ertner et al.

54 Carbon en Proton Therapie in Europa HIT – Heidelberg Ion beam Therapy operational under construction planned protons and ions protons

55 Voorbeeld van spin-off: www 1989: 1989: Tim Berners Lee proposed “html” and “WorldWideWeb” 1992: 1992: 1 ste website in NL: : 1993 : www in the public domain

56 Wat verwacht je ? Al 30 jaar bestaan er precieze wiskundige voorspellingen!

57 We meten quark koppelingen Er is een complexe phase in de koppelingen Meetbaar als er 2 amplitudes een rol spelen: Γ( B  f) = |A 1 +A 2 e i(φ+δ) | 2 Γ(  B   f) = |A 1 +A 2 e i(-φ+δ) | 2 eiφeiφ e -iφ matteranti-matter Bewijs van bestaan van complexe getallen… Meten van complexe getallen!

58 Nobelprijs voor Kobayashi & Maskawa • KM voorspelden in 1972 de 3 de generatie quarks om kleine verschillen in materie en anti- materie te verklaren Toshihide MaskawaMakoto Kobayashi Verschil materie, anti-materie: Nobelprijs 2008 b s s b “Box” diagram: ΔB=2 b s μ μ “Penguin” diagram: ΔB=1

59 Wat snappen we niet? Anti-materie?? (waar is het gebleven) Donkere materie?? (wat klonterde de sterrenstelsels)


Download ppt "Materie, anti-materie en donkere materie Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de Natuur Niels Tuning (Nikhef)"

Verwante presentaties


Ads door Google