Soest VI presentatie NIKHEF

FOM, KUN, UU, UvA & VU
Europa
Amerika
Azië
Fundamenteel onderzoek:
L
H
C

Massa & nieuwe deeltjes (Atlas)
Materie  antimaterie (LHCb)
Quark-gluon plasma (Alice)

Astrodeeltjes fysica (Antares …)

Theorie/fenomenologie (…)


Materie ontrafeld
ondeelbaar
sinds 1974
neutron
proton
kern
ondeelbaar
sinds 1897
elektron
quarks
atoom
Elementaire deeltjes
I
II
III
u
c
t
d
s
b
e


e


Sterke kernkracht
kleur
u
c
t
d
s
b
Elektro-magnetische kracht
lading (|e|)
2
3
1

3
+
u
+
2
3
c
+
d
1

3
s
1

3
1
e
1

2
3
t
b
1

e  1.602176461019 C
Zwakke kernkracht
u
c
t
d
s
b
e


e


Zwaartekracht
massa (MeV)
u
3
c
1200
d
7
s
120
0.511
0
e
e
106
0


t174300
b
1777
0
4300


1 MeV1.782661731030 kg
CERN
Europees deeltjesfysica laboratorium
1989-2000 LEP e+e (88-209 GeV)
2007-2015 LHC pp (14000 GeV)
LHCb
CMS
Atlas
Alice
Massa? Higgs!
23 meter
nieuwe deeltjes & nieuwe fenomenen
Gisteren:
Vandaag:
(1989-2000)
(1998-2005)
LEP e+e
D0 pp
Morgen:
Fantasie?
(2007-2015)
(>2010)
Atlas pp
LC e+e
eerste detector
onderdeel
in 2006 compleet!
Higgs in 2009?
Aantal gebeurtenissen
simulatie d.w.z. nep!
ppH…
ZZ*++
100 fb1
(3 jaar LHC)
++ invariante massa (GeV)
Materie  antimaterie?
< 1011 s
1011 s
materie
EM
ZW
106 s
300 s
300,000
1 miljard
15 miljard
H/He
3K
1e sterren
leven
Schending van P & CP
 
0

KL  e e


 
0

KL  e  e
1957: P-schending 1964: CP-schending
: linkshandig
: rechtshandig
Gisteren:
LEP e+e
(1989-2000)
1987 : oscillaties
orde 103 effect
Vandaag:
BaBar e+e
(2002-2007)
1987: B0B0
1998: neutrino
2001:
Morgen:
LHCb pp
(2007-2015)
B0B0
Fantasie?
-fabriek
(>2015)
BigBang
Quark-gluon plasma?
T (MeV)
200
Pb+Pb
100
atoomkern
0
neutronster
1.0 B (GeV)
Gisteren:
Vandaag:
(1991-2003)
(2002-2007)
WA/NA
Star
Morgen:
Alice Pb-Pb
(2008-2015)
Astrodeeltjes fysica
Nieuwe materievorm om rotatie
van sterrenstelsels te verklaren?
Energetische neutrino bronnen?
Antares -telescoop


Vandaag:
Antares
(1999-2005)
Morgen?
KM3Net
(2004-……)
Optie?
Lofar
Fundamenteel
onderzoek
Opleiding:
Onderzoeksschool SubAtomaire Fysica (55 studenten):
12 PhDs/jaar 20% semi-overheid
30% industrie
50% wetenschap
Technologie:
MediPix pixel detector
3D B-veld sensor, nauwkeurig uitlijnsysteem
Computer algebra programma (FORM)
Uitdagende industriële projecten (b.v. Atlas magneet)
Deeltjesfysica: WWW
NIKHEF
GRID
Onderzoeksvragen
 3 families?
 stabiliteit proton?
 neutrino sector?






massa mysterie?
quark-gluon plasma?
nieuwe deeltjes?
materie  antimaterie?
donkere materie?
extra dimensies/BH?
 verrassingen?
 ? (LEP: 2.9940.012)
 HyperKamiokande
 -fabriek
 Atlas
 Alice
 Atlas/Antares
 LHCb
 Antares/Atlas
 Atlas
 LHC/Antares
Materie, Energie, Ruimte & Tijd
unificatie
krachten
Higgs
donkere
materie
extra dimensies
anti
zwarte gaten
materie
super
astro
symmetrie
deeltjes
fysica
neutrino
zeldzame
processen
gravitatie
kosmisch
verband
Education:
PhD, university & high school
PhD students:
Onderzoeksschool SubAtomaire Fysica (50 students):
12 PhDs/year.
50% goes to industry
50% stays in science
University students:
NIKHEF partners: KUN, UU, UvA, VU
CERN summerstudent program
CERN visits
High school:
NIKHEF visits
Profielwerkstukken
Related field: Astronomy
1. Centrum Hoge Energie Astro Fysica (CHEAF)
2. Graviational wave detector (rejected)
3. Antares project (FP6/EU proposal)
4. Lofar project?
NIKHEF technical departments (paid labour)
- Anti Matter in Space (AMS, spaceshuttle)
- California Extremely Large Telescope (CELT, 30 m  telescope)
Related field:
(Industrial) applications
1. Synchroton radiation facility
ESRF (Grenoble)
(beam line & detectors)
2. MediPix pixel detector
- International R&D collaboration
- Technology transfer (Panalytical)
- FP6/EU proposal Idephix (rejected)
3. 3-dimensional B-field sensor
- CERN/NIKHEF collaboration
Het “Standaard Model”
25 vrije parameters !
Massa’s v/d elementaire deeltjes (MeV):
me 
0.51099890 m < 0.000003 mu 
3
e
m  105.658357
m < 0.19
mc 
1200

m  1777.0
m < 18.2
mt  174300

md 
7
ms  120
mb  4300
Parameters v/d elektro-zwakke wisselwerking:
e(0) 1/137.036
mW  80.42 GeV
mZ  91.188 GeV
mH > 114.3 GeV
quark menging (4) neutrino menging (4)
u’
d’ =
s’
q
Vij
u
d
s
e
 =

Parameter v/d sterke wisselwerking:
s(mZ) 0.117
l
Vij
1
2
3
Kleine deeltjes:
Grote detector
impuls meting
energie meting
Samenvattend
 Grensverleggend onderzoek bij de Large Hadron Collider
massa hoe en waarom?
materie  antimaterie?
quark-gluon plasma?
 Prominente rol in het Antares astrodeeltjes fysica
experiment; toekomstperspectief: KM3Net en ……
 Spin-off:
computer science (WWW, FORM, GRID)
deeltjes detectie (MediPix)
meetsystemen (Uitlijn, 3D B-veld)
Lofar