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

Presentatie over: "Deeltjesfysica op Nikhef de bouwstenen van de wereld deeltjes gebruiken voor sterrekunde Aart Heijboer."— Transcript van de presentatie:

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

2 Deeltjesfysica op Nikhef Aart Heijboer

3 heel veel kleine draadjes regels om ze te ordenen

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

5 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.

6 E Elektron: elementair deeltje lading = -1 Atoomkern 10 -15 m 10 -9 m Deeltjesfysica: Waaruit bestaat de wereld?

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

8 E Proton Neutron 10 -16 m Up Quark Down Quark

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

10 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

11 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

12 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

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

14 Op het niveau van de natuurwetten: symmetrie, bijv: In het waarneembare heelal: alleen materie en geen anti-materie Levenduur anti-muon: 2.197 microseconde Levenduur muon: 2.197 microseconde Waar is de anti-materie gebleven? speciaal experiment om dit te onderzoeken: LHCb

15 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

16 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

17 Een tunnel vol magneten The Large Hadron Collider 40.000.000 keiharde proton-proton botsingen per seconde.

18 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.

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

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

21

22 In totaal 1232 blauwe dipool magneten 2005

23

24 Een tunnel vol magneten

25 The Large Hadron Collider

26 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

27 het grootste fototoestel op aarde

28 Uppsala 2000Ivo van Vulpen28 2005

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

30 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

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

32 ander hoofdstuk Sterrenkunde met deeltjes astro-deeltjesfysica

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

34 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

35

36

37 March 2, 2006

38

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

40 Einde