Document

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 ?