De LHC is rond Ivo van Vulpen (Nikhef/UvA) Deeltjesfysica Bestudeert de natuur op afstanden < 10-15 m 10-15 m atoom kern Quantum theorie beschrijft alle metingen tot 10-18 m bouwstenen van proton/neutron Deeltjes Krachten 1) Electromagnetisme Quarks 2) Zwakke kernkracht Leptons elektron 3) Sterke kernkracht muon Zwaartekracht en Electromagnetisme “zelfde krachten … nieuwe modellen” Relativiteitstheorie Newton Einstein Quantummechanica Maxwell Bohr De kernkrachten 1] Positieve deeltjes stoten elkaar toch af ? 10-10 m 2] Wat houdt de neutrale deeltjes bij elkaar ? 2 nieuwe natuurkrachten: - zwakke kernkracht - sterke kernkracht 10-15 m atoomkern Massa van deeltjes Theoretisch voorspeld Experimenteel gemeten Neutrino’s Elektron Niks Muon Tau up,down, strange charm Top quark Het Higgs boson: zorgt ervoor dat deeltjes überhaupt massa kunnen hebben in de theorie bottom 1] Kijken met licht Licht verstrooit aan objecten die groter zijn dan de golflengte van het licht Energie IR 10-6 m UV Röntgen 10-11 m 2] Kijken met deeltjes Quantummechanica: deeltjes zijn golven microscoop voor zeer kleine afstanden: - klein: elektronen microscoop - kleinst: Large Hadron Collider λ ~ 10-19 m De grootste microscoop op aarde de Large Hadron Collider (LHC) op CERN bij Genève The LHC machine Energie is gelimiteerd door de kracht van 1232 dipool magneten: B= 8.4 T •10/52 Logistieke nachtmerrie maar gelukt! De LHC is rond ! “Op 10 september hebben bundels protonen een rondje LHC gemaakt” doorsnede LHC bundel Energie 1 proton (LHC) Energie LHC bundel 3000 x 100.000.000.000 protonen Bundel 2 Doorsnede LHC bundelpijp Bundel 1 40 miljoen botsingen per seconde Bundel 1 Bundel 2 Klassiek botsen Quantummechanisch botsen proton proton Wat verwacht je ? Klopt het ? Albert Einstein Bij de LHC op CERN: Energie omzetten in massa (deeltjes) Hoe zien die botsingen er nou uit ? quark quark Simulatie top quark productie quark proton elektron proton neutrino quark het grootste fototoestel op aarde positie en impuls geladen deeltjes magneet muon detector magneet energie elektronen en fotonen energie quark-deeltjes mens De Atlas detector bestaat echt oude baas nieuwe baas De Atlas pixel detector 80 MegaPixel camera 40.000.000 foto’s per seconde De Atlas SCT detector Foto in de cleanroom op het Nikhef (Amsterdam) De Atlas detector doet het: atmosferische muonen atmosferisch muon in Atlas 100 m rots/steen ATLAS cavern 0.01 sec muon muon Vooraanzicht Atlas detector De Atlas detector doet het: bundel achtergrond Op 10 september 2008 Atlas detector operationeel tijdens start-up LHC bundel Bundel gestopt op een blok koper Voor-aanzicht Atlas detector Zij-aanzicht Atlas detector Die hebben Volkskrant lezers eerder gezien Hoe ontdek je nou nieuwe dingen Nieuwe afstandschaal EN nieuwe detector Nieuw ? Normaal muon muon muon ? muon Fotootjes kijken 40 miljoen botsingen per seconde 1 naald in 40 miljoen hooibergen ….. per seconde ! ongeveer 1 Higgs boson per dag Wist je dat je maar 200 botsingen per seconde op kan slaan ? … dat is nl. al 6 PetaByte per jaar (6000 Tb = 100.000 DVD’s) … je moet dus 99.9995 % van de foto’s weggooien … elke seconde weer YES NO De data wordt verspreid over de hele wereld Ook naar SARA/Nikhef (Amsterdam) Cancel Detectoren LHC versneller 10 september 2008: bundel rond Nu problemen. Herstart april 2008 ATLAS detector klaar … LHCb, ALICE, CMS ook Theorie Meer dan genoeg vragen … meer dan genoeg ideeën/oplossingen Andere grote vragen [email protected] Wat is donkere materie ? Supersymmetrie ? Materie versus anti-materie ? Waarom is zwaartekracht zo gek ?