Radboud University Nijmegen

Hoe klein kan het zijn
17 december 2011
Sijbrand de Jong
1
Periodiek Systeem der Elementen
2
Periodiek Systeem der Elementen
3
Periodiek Systeem der Elementen
4
Periodiek Systeem der Elementen
Hoe klein kan het detail zijn ?
• Discrete energie toestanden in gebonden systeem
• Pauli uitsluitingsprincipe
• Fermionen en bosonen
• (anti-)symmetrisering
• Spin statistiek theorema
• Relativisitische quantumvelden theorie
5
Standaard Model der Elementaire Deeltjes
6
Materiedeeltjes
Quarks
Gen. 1
Gen. 2
Gen. 3
Krachtdeeltjes
Sterke interactie
Leptonen
Standaard Model der Elementaire Deeltjes
Electromagnetische
interactie
Zwakke interactie
Tsjaaaa…
7
Standaard Model der Elementaire Deeltjes
• Elektromagnetisme en elektronen
• Opbouw van protonen en neutronen uit quarks
• Zwak verval en neutrino’s
• Symmetrie en kracht: Kleur, isospin, complexe fase
• Feynmandiagrammen
• Ijktheorie
• Renormaliseerbaarheid
• CKM mechanisme
• PMNS mechanisme
• Higgs mechanisme
8
Elektromagnetisme en elektronen
•
•
•
•
9
Terug naar het periodiek systeem
Elektronen zijn relatief bekend object voor leerlingen
Dichtst bij dagelijks leven
J.J. Thomson Experiment
Opbouw van protonen en neutronen uit quarks
• Statisch quarkmodel van Gell-Mann: the eight fold way
• Diep inelastische verstrooiing (Feynman en partonen)
10
Zwak verval en neutrino’s
• Bèta verval
• Elektron energie spectrum
behoud van E en p
• p, n, en e als fermionen
• Neutrino hypothese van Pauli
11
Eigenschappen van het neutrino
Symmetrie en kracht
• Kleursymmetrie
D++ argument
• Isospin symmetrie
u,d en e,ne zijn paren
• Fase symmetrie
Elektromagnetisme lijkt het moeilijkste
te verklaren met simpele argumenten
(en zonder complexe getallen)
• Kracht is zij-effect van behoud van informatie
12
Feynman diagrammen
de deeltjes
de interacties
fermion
anti-fermion
QED
foton, W, Z
QCD
gluon
13
play-time !
Spelen met Feynman diagrammen
foton dat het
elektron “ziet”
Hoeveel elektronen zitten er in een foton ?
foton
foton
e+e- paar
Hoeveel quarks zitten er in een elektron ?
qq paar
elektron
14
gluon dat het
quark“ziet”
elektron
Anti-Materiedeeltjes
Quarks
Gen. 1
Gen. 2
Gen. 3
Anti-Krachtdeeltjes
Sterke interactie
Leptonen
Standaard Model der Elementaire Deeltjes
15
Electromagnetische
interactie
Zwakke interactie
-
+
Materiedeeltjes
Quarks
Gen. 1
Gen. 2
Gen. 3
Krachtdeeltjes
Sterke interactie
Leptonen
Standaard Model der Elementaire Deeltjes
Electromagnetische
interactie
Zwakke interactie
Ts
16
jaaaa ???
Higgs boson productie en verval
foton
gluon
Higgs
t
gluon
18
W
foton
Higgs (niet) bij het Tevatron
19
Higgs in het 2 foton kanaal
20
Higgs “uitgesloten” bij “hoge” massa
21
Higgs bij “lage” massa ?
22
Higgs gelokaliseerd !
23
Hoe klein mag het zijn
• Het Standaard Model der Elementaire deeltjes:
- Overzichtelijk
- Verklarend
- Nagemeten
• Dus waarom geen deel van onze culturele bagage ?
• En onderdeel van onze opvoeding ?
24