De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Marcel Vreeswijk (NIKHEF) voor bezoek ‘de Leidsche Flesch’ Van Leidse Fles tot de zoektocht naar de Heilige Graal (v/d HEF) = Van Electron naar de jacht.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Marcel Vreeswijk (NIKHEF) voor bezoek ‘de Leidsche Flesch’ Van Leidse Fles tot de zoektocht naar de Heilige Graal (v/d HEF) = Van Electron naar de jacht."— Transcript van de presentatie:

1 Marcel Vreeswijk (NIKHEF) voor bezoek ‘de Leidsche Flesch’ Van Leidse Fles tot de zoektocht naar de Heilige Graal (v/d HEF) = Van Electron naar de jacht op het Higgs Deeltje

2 October 2001Marcel Vreeswijk Inhoud Introductie NIKHEF Introductie Hoge Energie Fysica Standard Model Het Higgs Deeltje CERN ATLAS Tot Slot...

3 October 2001Marcel Vreeswijk In NLIn NL: detectoren ontwerpen+bouwen en analyse meetgegevens De MetingenDe Metingen gebeuren niet in NL, maar op de grote versneller instituten Hoge Energie Fysica in NL NIKHEF en partners

4 October 2001Marcel Vreeswijk Versneller-instituten botsende deeltjes bundels. NIKHEF vnl in CERN bij Geneve tot 2000: LEP e+e- 100GeV + 100GeV (een proton weegt ~1GeV= eV=0.001TeV) in 2006: LHC p+p 7 TeV + 7 TeV Ook actief betrokken bij de grote experimenten op DESY bij Hamburg: HERA (e+p) 30GeV + 1TeV Tevatron bij Chicago: TEVATRON (p+p) 1TeV + 1TeV

5 October 2001Marcel Vreeswijk Waarom Hoge Energie DOEL: begrijpen van fundamentele wisselwerkingen en zoeken naar bouwstenen van natuur Een paar eV: schiet een electron uit atoom Een paar MeV: schiet de n+protonen uit kern Een paar GeV: schiet de quarks uit n of proton + maak nieuwe deeltjes Een paar TeV: meet op sub-schaal + maak Higgs deeltje?! Hoe Hoger de Energie, hoe kleiner de schaal waarop we observeren. Een Versneller+Detector is een supermicroscoop. Typisch ~TeV= m

6 October 2001Marcel Vreeswijk De Bouwstenen ElectroMagnetisme en Zwakke wisselwerking Sterke Wisselwerking:QCD ‘Heavy-Quarks Top-Quark. Ontdekt op TEVATRON in 1995 B-quark wordt bestudeerd ivm oscillaties tussen materie antimaterie Quarks Leptonen en Quarks

7 October 2001Marcel Vreeswijk Wisselwerking = Uitwisseling krachtendeeltjes Sterke Kracht: (gluonen) m g =0 GeV Electro- magnetisme (fotonen): e e  m  =0 GeV f=l q f  ZW Zwakke kracht Z,W: W Z W Z W ZZ W e+e+ e-e- ++ -- ZZ e+e-…e+e-… ‘Feynman Diagram’

8 October 2001Marcel Vreeswijk Standaard Model De theorie van de elementaire bouwstenen en hun interacties is de basis van het Standaard Model Echter er ontbreekt nog wat: de grote symmetry tussen de deeltjes wordt geschonden: alle deeltjes hebben massa: Higgs Mechanisme De oorsprong van massa volgens Standaard Model: Het Higgs Deeltje = Nog nooit waargenomen

9 October 2001Marcel Vreeswijk Standaard Model Higgs Higgs mechanisme=spontane symmetrie breking: geeft de deeltjes massa m l,m,m q,m ,m W,m Z Nieuw ‘Veld’  H V(  H ) HH f f H  0  for  WZ: m  =0 GeV m W  80.4 GeV m Z  91.2 GeV  0  for l q: m  G H m l  G llH m q  G qqH G ffH We nemen een veld dat interacties heeft met alle andere deeltjes In de grondtoestand is het veld niet nul. De interactie met dit veld(=uitwisseling virtuele Higgs deeltjes) geeft de andere deeltjes effectief massa Als de theory klopt bestaat er een Higgs Deeltje met massa. Dit deeltje maakt de theory compleet, maar is nog nooit waargenomen.Als de theory klopt bestaat er een Higgs Deeltje met massa. Dit deeltje maakt de theory compleet, maar is nog nooit waargenomen.

10 Not allowed Allowed Het Higgs mechanisme is een hypothese--> de natuur volgt misschien een ander principe--> experimenten moeten de weg aangeven Theoretische Massa Limieten: Een boven-limiet is verkregen door unitariteits-principe (=behoud van waarschijnlijkheid). Limiet wordt bepaald door grootte van de Higgs- zelf-koppeling Een onder-limiet wordt gegeven door de stabiliteit van het vacuum Wat weten we nou eigenlijk van het Higgs deeltje? Higgs deeltje Energie-schaal Als M H ~180GeV: Standaard Theory intern consistent

11 October 2001Marcel Vreeswijk Botsingen Meten We hebben het over deeltjes en hun interacties gehadWe hebben het over deeltjes en hun interacties gehad Hoe ziet zo’n interactie er nu eigenlijk in het echt uit?Hoe ziet zo’n interactie er nu eigenlijk in het echt uit?

12 October 2001Marcel Vreeswijk LEP (shut down 2000) Large Electron Positron collider 27 km omtrek, ~100 m deep OPAL: een van de vier LEP experimenten 8x8x8m groot Op CERN (Geneve)

13 October 2001Marcel Vreeswijk Talloze belangrijke metingen, oa de W massa LEP: meten van de W massa e+e+ e-e- W+W+ W-W- Z0/Z0/ quarks of leptonen q, q, e Deeltjes Detecteren: quarks->quarks-> hadroniseren-> jet->sporen+energie hadroniseren-> jet->sporen+energie electronen->spoor->energieelectronen->spoor->energie muonen->spoor door gehele detectormuonen->spoor door gehele detector neutrinoos->ontsnappenneutrinoos->ontsnappen We meten dus de eindproducten en moeten de interactie terug-reconstruerenWe meten dus de eindproducten en moeten de interactie terug-reconstrueren 4m ~ m

14 Main Injector Fixed target CDF D0 TEVATRON Botsingen: 1 Tev protonen op 1 TeV anti-protonen Om de 132 ns een botsing Bij Chicago (VS) de trots van Fermilab

15 Top Fysica (anno 1995) Het TEVATRON, waar de top is ontdekt……..! D0 Run I event display p p t b W W b t e “Leptonisch Event”  Tevatron 1995 Mtop GeV Quark Massa (GeV) Up ~0.1 Down ~0.1 Strange ~0.3 Quark Massa (GeV) Charm ~1.5 Bottom ~5 Top ??? <1995

16 October 2001Marcel Vreeswijk M Higgs <245 GeV Higgs Z b b HetHiggs Deeltje wat weten we nu? The yellow band is excluded by the direct searches at LEP W Z b b t t WWWW W Higgs t b Top massa + Wmassa levert voorspelling op voor: Top massa + Wmassa levert voorspelling op voor: de massa van de Higgs…... de massa van de Higgs…... LEP + Tevatron precisie metingen zijn gevoelig voor hogere orde Quantum Correcties, waar Higgs deeltje rol speelt!

17 October 2001Marcel Vreeswijk ALEPH 4 jet Higgs-candidate Recently, in 2000, direct search at LEP have seen hints for a Higgs with mass 115 GeV!!!! e e Z Z H The Higgs might be just around the corner!!!! H -> bb Z -> qq

18 The Large Hadron Collider LHC: proton-proton botsingen E cm = GeV=14 TeV 8 km  ring (oude LEP) supergeleidende magneten Begin: 2006

19 The Large Hadron Collider

20 ATLAS E: calorimetry p: tracking proton

21 2 meter 1.2 meter Build 100 silicon strip modules Build all carbon fibre disks (20 = 2 * 9 + 2) Assembly of one Endcap (1000 silicon modules) Fysica simulaties/studies What? NIKHEF involvement in the SCT Meet geladen deeltjes-sporen rond interactie-punt met ~haardikte precisie

22 October 2001Marcel Vreeswijk ATLAS-Muon Spectrometer West side has expansion length o 0.1m in Xras s Muon systeem (impulsmeting 2%) 50  m spatial (sagitta) over 7meter!!! Sagitta is afwijking van rechte lijn=maat voor Impuls Haalbaar door: 1. 1.Magneet veld van Air Core Toroid 2. 2.excellente alignment ~20  m Precisie Muon Kamers ~20  m (RMS) Projective alignment In-Plane AlignmentPrincipe: RASNIK Een magneet spoeltje….

23 October 2001Marcel Vreeswijk Muon Precisie Kamers Aluminium Drift Buizen (3cm) met draad op 3500V Meet drifttijd --> afstand tot draad Een Muon Detector (Kamer) bestaat uit 2x3 Drift-buis-lagen in ATLAS ~1200 kamers; op NIKHEF maken we 100 kamers

24 October 2001Marcel Vreeswijk

25 Om de 25 ns (40 MHz) vliegen er pakketjes deeltje op elkaar. Er kunnen >10 botsingen tegelijk gebeuren. De interessante botsing vinden we door naar hoge impulsen te kijken Key issue: select high p          Een botsing (event) in ATLAS

26 October 2001Marcel Vreeswijk Hoge gevoeligheid voor de Higgs: >5 std. dev.=(ontdekkingslimiet) over breed massagebied Verbeterde meting Top en W massa (test consistentie Standaard Model) Misschien: Nieuwe Fysica (‘Supersymmetrie) 115 GeV ATLAS fb -1 Tot slot…. Wat verwachten we van ATLAS (LHC), vanaf 2006

27  E/E  1% e e   E measurement Principle: particle looses energy in matter stop particle completely energy  measurable signal (ionization, fluorescence, …) e particle direction

28

29 Module building and QA Assembly set-up has been built (Fred Hartjes) First dummy modules have been made: x precision : 2 micrometer y precision : 5 micrometer z precision * :15 micrometer * module thickness Set-up has been built to test read- out and test several modules


Download ppt "Marcel Vreeswijk (NIKHEF) voor bezoek ‘de Leidsche Flesch’ Van Leidse Fles tot de zoektocht naar de Heilige Graal (v/d HEF) = Van Electron naar de jacht."

Verwante presentaties


Ads door Google