Fundamenteel onderzoek: wereldwijd Fundamenteel onderzoek: Nieuwe deeltjes & massa (Atlas) Materie  antimaterie (LHCb) Quark-gluon plasma (Alice) L H C Astrodeeltjes fysica (+ astronomen) Deze voordracht: Standaard Model CERN deeltjesversnellers LEP en de LHC ATLAS detector 2de jaars projecten

I II III c s   t b   u d e e Elementaire deeltjes 3 7 1200 0.511 106 1777 0 3 7 1200 120 176300 4300 1 MeV1.782661731030 kg

Geef “vacuüm” waarin wij ons bevinden structuur! Standaard Model Massa? Symmetrie breking  Higgs deeltje! Geef “vacuüm” waarin wij ons bevinden structuur! LET OP: Higgs mechanisme is een hypothese. 114 GeV < Massa < 200 GeV in bereik van LHC V()  =v/2 =0 Meer over wisselwerkingen en 4 krachten Anders: STANDARD MODEL  deeltjes krijgen massa  nieuw deeltje: de Higgs Higgs

Standaard Model (SM) In SM: Sterk Electromagentisch Zwak (+Higgs veld) Beschrijft wisselwerkingen quarks en leptonen, d.m.v. uitwisseling krachtendeeltjes In SM: Sterk Electromagentisch Zwak (+Higgs veld) Weglaten als higgs slide updated is Niet in SM: Gravitatie

CERN Europees deeltjesfysica laboratorium  8.8 km 1989-2000 LEP e+e (88-209 GeV) 2007-2015 LHC pp (14000 GeV) LHCb  8.8 km CMS Atlas Alice

De ‘oude dame’ LEP versneller: Electron op anti-electron bostingen 27 km omtrek Werkzaam tussen 1989-2000 Zwaartepunts energie: 91 - 207 GeV

Status nu na LEP, voor LHC Higgs deeltje is nodig voor SM Standaard Model geeft ongelooflijk nauwkeurige beschrijving van LEP resultaten: relatie tussen Z en W massa. Gevoelig voor hogere orde quantum processen, die Higgs deeltje veronderstellen om de metingen kloppend te krijgen. Met TEVATRON meting van Top quark massa voorspelling Higgs massa mogelijk. Higgs deeltje is nodig voor SM  LHC versneller en ATLAS detector

Werken aan de LHC versneller Circumference 27 km Proton energy 7000 GeV Number of bunches 2835 Bunch separation 24.95 ns Numer of protons/bunch 1.1•1011 Beam current 0.54 A Beam lifetime 10 hrs Interaction diameter (1 ) 15 m Interaction length (1 ) 5.6 cm Luminosity 10 nb-1s-1 Number of dipoles 1296 Dipole field 8.36 T # of other magnets 2500

Het ATLAS experiment wereldwijde collaboratie nieuwe deeltjes & fenomenen, Higgs, …………

Massa deeltje: de Higgs computing (GRID) & fysica ++ invariante massa (GeV) Aantal gebeurtenissen ppH… ZZ*++  Higgs signaal in 2008?

‘No loose’ theorema voor LHC We vinden het Higgs deeltje bij LHC. SM ok We vinden het Higgs deeltje niet bij LHC Er is iets serieus mis met begrip van het Standaard Model en dit is observeerbaar bij LHC Als het Higgs deeltje niet bestaat, gaat er iets mis met verstrooiing van WW deeltjes bij CM energy ~ 1.5 TeV Nieuwe, vooralsnog onbekende dynamica moet dit verhelpen; een prachtige manier om de natuur beter te leren kennen. Supersymmetrie, Extra dimensies, Black Holes

Creatie en verval van een klein zwart gat… Spectakel LHC als echte ‘ontdekkings’ machine Ongekend grote energieen; “Terra icognita” Mogelijke spectaculaire gebeurtenissen Creatie en verval van een klein zwart gat…

De projecten: W boson, Top quark en Higgs deeltje Haakt in op relatie tussen LEP en LHC: Algemeen: Introductie deeltjes fysica aan de hand van CERN, LEP, ATLAS web pages. Zelfstudie deeltjesidentificatie met event displays. 2 keuzes: W bosonen bij LEP of Top Quarks in ATLAS Algemeen: Higgs en andere signalen in ATLAS

Conclusie LEP heeft ziin diensten bewezen. LHC/ATLAS zal een nieuwe zoektocht beginnen in 2007. NIKHEF/UVA werkt mee aan het front van de wetenschap Maak kennis met deeltjesfysica via W-boson of Higgs project! Zie ook: http://www.nikhef.nl/pub/vakgroep/

Wat kunnen we leren van LHC / ATLAS? Why LHC and why Atlas?

Elementaire bouwstenen atoom quarks elektron kern ondeelbaar sinds 1974 neutron proton ondeelbaar sinds 1897

Experimenten Instrumenten voor onderzoek naar kleinste structuren (<femto-meter) zijn kilometers groot: deeltjesversnellers+detectoren. Deze femto-technologie is o.a. mogelijk op: CERN, Geneve en Tevatron, Chicago Op CERN: Precisie onderzoek Standaard Model: LEP vernseller + detectoren (1989-2000) Zoekmachine o.a. Higgs deeltje: LHC verneller en ATLAS detector. (2007 – 2020) Uiteindelijk weg

Botsingen … Metingen van all botsings-producten met een LEP-detector. Zeer nauwkeurige bepaling eigenschappen van Z0 en W± deeltjes.

Meer typen botsingen Botsingen met W± deeltjes Analyse van o.a. dit soort botsingen heeft geleid tot een groot vertrouwen in het zgn ‘Standaard Model’

LHC versneller in oude tunnel van LEP

engineering, logistiek & planning

Detectie technieken Veschillende ‘sub’-detectoren als ‘uien-schillen’ om de botsing waar te nemen Sporen-kamers Richting van geladen deeltjes Calorimeters Energie meting Muon kamers Meting speciaal voor muonen