PowerPoint-presentatie

2005/2006
Fundamenteel onderzoek:
Nieuwe deeltjes & massa (Atlas)
 Materie  antimaterie (LHCb)
 Quark-gluon plasma (Alice)
 Astrodeeltjes fysica (+ astronomen)

L
H
C
Deze voordracht:
Standaard Model
CERN deeltjesversnellers LEP en de LHC
ATLAS detector
2de jaars W-boson en Top-quark projecten
1
Elementaire bouwstenen
ondeelbaar
sinds 1974
neutron
proton
kern
ondeelbaar
sinds 1897
elektron
quarks
atoom
Elementaire deeltjes
I
II
III
t176300
u
3
c
1200
d
7
s
120
0.511
0
e
e
106
0


b
1777
0
4300


1 MeV1.782661731030 kg
Standaard Model
Massa? Symmetrie breking  Higgs deeltje!
Geef “vacuüm” waarin wij ons bevinden structuur!
LET OP:
V()
=v/2
=0
Higgs mechanisme is een hypothese.
114 GeV < Massa < 200 GeV in
bereik van LHC

  deeltjes krijgen massa
 nieuw deeltje: de Higgs
Higgs
Anders: STANDARD MODEL
Standaard Model (SM)
Beschrijft wisselwerkingen quarks en leptonen,
d.m.v. uitwisseling krachtendeeltjes
In SM:
•Sterk
•Electromagnetisch
•Zwak
•(+Higgs veld)
Niet in SM:
•Gravitatie
Experimenten
Instrumenten voor onderzoek naar kleinste
structuren (<femto-meter) zijn kilometers
groot: deeltjesversnellers+detectoren.
Deze femto-technologie is o.a. mogelijk op
CERN.
Op CERN 
1. Precisie onderzoek Standaard Model: LEP
versneller + detectoren (1989-2000)
2. Zoekmachine o.a. Higgs deeltje: LHC verneller
en ATLAS detector. (2007 – 2020)
CERN
Europees deeltjesfysica laboratorium
LEP versneller:
1989-2000 LEP e+e (88-209 GeV)
Electron op anti-electron bostingen
27 km omtrek
Werkzaam tussen 1989-2000
Zwaartepunts energie: 91 - 207 GeV
een LEP detector
Veschillende ‘sub’-detectoren
als ‘uien-schillen’ om de botsing
waar te nemen
‘Event Display’
Botsingen met W± deeltjes
Analyse van o.a. dit soort botsingen heeft geleid tot een groot
vertrouwen in het zgn ‘Standaard Model’
Status nu
na LEP, voor LHC
•Standaard Model geeft ongelooflijk
nauwkeurige beschrijving van LEP
resultaten: relatie tussen Z en W massa.
•Gevoelig voor hogere orde quantum
processen, die Higgs deeltje
veronderstellen om de metingen kloppend
te krijgen.
•Met TEVATRON meting van Top quark
massa voorspelling Higgs massa mogelijk.
Higgs deeltje is nodig voor SM
 LHC versneller en ATLAS detector
CERN-LHC
Europees deeltjesfysica laboratorium
2007-2015 LHC pp (14000 GeV)
LHCb
CMS
Atlas
Alice
LHC versneller in oude tunnel van LEP
Het ATLAS experiment
wereldwijde collaboratie
1 m3
nieuwe deeltjes & fenomenen, Higgs, …………
ATLAS, medio 2007 klaar!
Detectie technieken
Veschillende ‘sub’-detectoren
Sporen-kamers
Richting van
geladen deeltjes
Calorimeters
Energie meting
Muon kamers
Meting speciaal
voor muonen
Aantal gebeurtenissen
Massa deeltje: de Higgs
computing (GRID)
& fysica
ppH…
ZZ*++

Higgs signaal
in 2008?
++ invariante massa (GeV)
Wat
kunnen
we leren
Why LHC
and why Atlas?
van LHC / ATLAS?
‘No loose’ theorema voor LHC
We vinden het Higgs deeltje bij LHC. SM ok (?)
We vinden het Higgs deeltje niet bij LHC
Er is iets serieus mis met begrip van het Standaard Model
en dit is observeerbaar bij LHC


Als het Higgs deeltje niet bestaat, gaat er iets mis met verstrooiing
van WW deeltjes bij CM energy ~ 1.5 TeV
Nieuwe, vooralsnog onbekende dynamica moet dit verhelpen;
een prachtige manier om de natuur beter te leren kennen.
Supersymmetrie, Extra dimensies, Black Holes
Spectakel
LHC als echte
‘ontdekkings’
machine
Ongekend grote
energieen;
“Terra icognita”
Mogelijke
spectaculaire
gebeurtenissen
Creatie en verval van een klein zwart gat…
De projecten: W boson, Top Quark
Haakt in op relatie tussen LEP en LHC:
W massa, Top quark massa en zoektocht Higgs deeltje of nieuwe fysica
Algemeen I: Introductie deeltjes fysica aan de hand van CERN, LEP
web pages. Zelfstudie deeltjesidentificatie met event displays.
W boson project: bestudeer
echte LEP meetgegevens en
meet de W massa. Wat is
jouw voorspelde Higgs
massa?
Top quark project: bestudeer
gesimuleerde ATLAS
meetgegevens en reconstrueer
top quark events.
•Algemeen II: Gezamenlijk verder met gesimuleerde
meetgegevens: Higgs reconstructie en/of exotische
processen, etc...
Conclusie
LEP heeft ziin diensten bewezen.
LHC/ATLAS zal een nieuwe zoektocht beginnen in
2007.
NIKHEF/UVA werkt mee aan het front van de
wetenschap
Maak kennis met experimentele deeltjesfysica via
W-boson of Top-quark project!
Zie ook: http://www.nikhef.nl/pub/vakgroep/