Deeltjesfysica op Nikhef de bouwstenen van de wereld deeltjes gebruiken voor sterrekunde Aart Heijboer

Deeltjesfysica op Nikhef Aart Heijboer

heel veel kleine draadjes regels om ze te ordenen

Wat zijn de bouwstenen van de wereld? Aan welke regels houden ze zich?

Elementaire deeltjes fysica - Wat zijn de bouwstenen van de materie ? - Wat zijn de krachten die op deze bouwstenen werken ? Vragen die de mensheid al 2500 jaar bezighouden: Deeltjesfysicus anno 500 B.C. Nikhef‘ers 2009 A.D.

E Elektron: elementair deeltje lading = -1 Atoomkern m m Deeltjesfysica: Waaruit bestaat de wereld?

Atoom zo groot als Arena, dan is de kern een zandcorrel op de middenstip (0.1mm) De rest... is leeg.

E Proton Neutron m Up Quark Down Quark

Elementaire deeltjes Quarks Leptons up down elektron neutrino Bouwstenen van atomen. Alles wat we nodig hebben

Elementaire deeltjes Quarks Leptons up down elektron neutrino Bouwstenen van atomen. muon Het elektron bleek een zwaarder broertje te hebben. Ontdekt in 1936 in Kosmische straling. 'Who ordered that?' - I. Rabbi

Elementaire deeltjes Quarks Leptons charm strange elektron neutrino muon tau-lepton muon neutrinotau neutrino up down up down top bottom Alle deeltjes experimenteel aangetoond waarom 3? zijn er meer? licht zwaar

Anti-materie : spiegelwereld Quarks Leptons charm strange elektron neutrino muon tau-lepton muon neutrinotau neutrino up down up down top bottom anti-charm anti-strange positron (anti) elektron neutrino anti-muon anti-tau-lepton (anti) muon neutrino (anti) tau neutrino anti-up anti-down anti-top anti-bottom

Anti materie gestolen van CERN Waar is de anti-materie gebleven?

Op het niveau van de natuurwetten: symmetrie, bijv: In het waarneembare heelal: alleen materie en geen anti-materie Levenduur anti-muon: microseconde Levenduur muon: microseconde Waar is de anti-materie gebleven? speciaal experiment om dit te onderzoeken: LHCb

Neutrino’s Elektron Muon Tau up,down, strange Top quark bottom charm Andere belangrijke vraag: Waar komt massa vandaan? Bij mensen nogal makkelijk: Bij elementaire deeltjes: moeilijk Higgs mechanisme kan deeltjes massa geven Het Higgs boson moet bestaan, maar is nog niet gevonden. onderzoeken door deeltjes te botsen

Klassiek botsen: Relativistisch-quantummechanisch botsen: proton → nieuwe Materie maken uit Energie (hoe harder en vaker je botst, hoe groter de kans) E = M c 2 bijv Higgs deeltje produceren

Een tunnel vol magneten The Large Hadron Collider keiharde proton-proton botsingen per seconde.

Cern en de Wereld Grote projecten zoals LHC alleen betaalbaar door internationale samenwerking CERN opgericht in 1954 door 12 europese landen; nu 20 LHC versneller: cruciale bijdrage uit Japan en VS. Aan de experimenten werken mensen van over de hele wereld. 85 nationaliteiten werken mee aan ex- perimenten op Cern.

Uppsala 2000Ivo van Vulpen19 De LHC tunnel 27 km lang, 100 m onder de grond

Uppsala 2000Ivo van Vulpen20 27 km lang, 100 m onder de grond De LHC tunnel GeneveAmsterdam LHC: 27 km A10: 32 km

In totaal 1232 blauwe dipool magneten 2005

Een tunnel vol magneten

The Large Hadron Collider

energie elektronen en fotonen mens het grootste fototoestel op aarde energie quark-deeltjes positie en impuls geladen deeltjes magneet muon detector magneet 2,000 fysici van 165 instituten uit 35 landen

het grootste fototoestel op aarde

Uppsala 2000Ivo van Vulpen

De Atlas SCT detector Foto in de cleanroom op het Nikhef (Amsterdam)

NormaalHiggs deeltje ?? Als hij het eenmaal doet : data analyse 1 naald in 40 miljoen hooibergen ….. per seconde ! slimme computer- programma's en heel veel rekenkracht

Normaal muon Als hij het eenmaal doet : data analyse slimme computer- programma's en heel veel rekenkracht

ander hoofdstuk Sterrenkunde met deeltjes astro-deeltjesfysica

Uppsala 2000Ivo van Vulpen33  +  e + e - Astronomie met neutrinos Meer leren over astronomische objecten door niet alleen licht, maar ook andere deeltjes te detecteren.

Uppsala 2000Ivo van Vulpen34 ANTARES detector   NX W  43°  Signature: Time an position of the Cherenkov Photons in 3d Sensor-Matrix =>Reconstruction of μ track

March 2, 2006

volgende stap: kijken waar in het heelal ze vandaan komen....

Einde