Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur

1
Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de
natuur
Het atoom hoe beter men keek hoe kleiner het
leek
Ivo van Vulpen
2
CERN
Mijn oude huis
ATLAS detector
Anti-materie
Gebouw-40
globe
3
Deeltjesfysica
10-15 m
atoom kern

Wat zijn de bouwstenen van de dingen om ons heen ?
4
1 Wow, mooi ! fascinerende complexe patronen
!
2 Gewoon 4 gekleurde draadjes en simpel
symmetrisch patroon
5
Wat waren de problemen 100 jaar geleden ?
elektronlading -1
protonlading 1
Waarom valt het elektron niet op de kern ?
6
Zwaartekracht en Electromagnetismezelfde
krachten nieuwe modellen
Relativiteitstheorie
Newton
Einstein
Quantummechanica
Maxwell
Bohr
7
Relativiteitstheorie nuttig ?
Relativiteitstheorie ?
Zonder relativiteitstheorie zit de GPS er 10 km
per dag naast!
8
De kernkrachten
1 Positieve deeltjes stoten elkaar toch af
? 2 Wat houdt de neutrale deeltjes bij
elkaar ?
10-10 m
2 nieuwe natuurkrachten - zwakke kernkracht
- sterke kernkracht
10-15 m
atoomkern
9
De stand van zaken in september 2010
http// pdg.lbl.gov
10
De elementaire deeltjes
up
down
elektron
4 natuurkrachten
11
Wat kan je maken met deze 3 bouwstenen ?
periodiek systeem van Mendeleev
Alles!
12
Wat snappen we nog niet
13
Ivo.van.Vulpen_at_nikhef.nl
14

Paar kleine dingetjes

• 96 van de materie in het heelal is onbekend
  ? donkere materie
• Waar is alle anti-materie gebleven ?
• Higgs boson
• waarom past gravitatie niet in SM, extra
  dimensies, waarom 3 families, fermionen
  fundamentele deeltjes, supersymmetrie,
  protonen stabiel, quantisatie electrische lading,
  exploderende quantumcorrecties, kleine neutrino
  massas, string theorie,

1
2
3
15
1
Donkere-materie
Normale materie (4)
Revolutie in kosmologie laatste paar
jaarStructuur van het heelal we hebben al die
tijd maar 4 van het heelal bestudeerd
We gaan proberen de donkere materie deeltjes in
het laboratorium maken
16
kijken zonder je ogen te gebruiken
17
1 Kijken met licht
Licht verstrooit aan objecten die groter zijn dan
zijn golflengte
Met je oog kan je niks ziendat kleiner is dan
10-6 m
IR UV

10-6 m

2 Kijken met deeltjes
Idee laat kleine deeltjes afketsen van het
object ? deeltjes-microscoop - klein
elektronen microscoop
- kleinst protonen microscoop (LHC)
18
onbekend voorwerp achter een gordijn en 100
kogeltjes
bovenaanzicht
?
Hoe ketsen de kogels af ?
19
Experiment 1
?
?
Experiment 2
?
?
20
Experiment 1
?
Experiment 2
?
21
Experiment 3
?
?
Quantum-model Einstein Emc2
Kijken naar sub-atomaire structuren

• Kleine kogels maken Deeltjesversneller
• 2) Berekenen wat je verwacht voor een
  hypothese Theorie
• 3) Afgeketste deeltjes kunnen bekijken Detector

22
De grootste microscoop op aardede Large Hadron
Collider (LHC) op CERN bij Genève
23
The LHC machine
Versnellen is een eitje
Energie is gelimiteerd door de kracht van 1232
dipool magneten B 8.4 T

• http//public.web.cern.ch/public/en/LHC/Facts-en.h
  tml

24
Energie van 1 protonin de LHC
Energie LHC bundel3000 x
100.000.000.000 protonen
Bundel 2
Doorsnede LHC bundelpijp
Bundel 1
25
40 miljoen botsingen per seconde
Bundel 1
Bundel 2
26
Klassiek botsen
Quantummechanisch botsen
proton
proton
27
Wat verwacht je ?
Klopt het ?Inderdaad
nieuwe fenomenen ?
28
Albert Einstein
Energie en massa zijn equivalent ? je kan
nieuwe deeltjes maken
29
Hoe zien die botsingen er nou uit ?
quark
quark
Simulatie top quark productie
quark
proton
elektron
proton
neutrino
quark
30
Onze fototoestellen
31
De vier experimenten
LHCb
Alice
ATLAS
CMS
32
(No Transcript)
33
ATLAS detector
45 m lang, 25 m hoog, 7000 ton
34
De Atlas pixel detector
80 MegaPixel camera 40.000.000 fotos per seconde
35
hoe ontdek je nou nieuwe dingen ?
36
Hoe ontdek je nou nieuwe dingen
Nieuwe afstandschaal EN nieuwe detector
Normaal
Nieuw ?
Higgs deeltje ?
Ja waarschijnlijk wel
37
Heel veel vragen Heel veel mogelijke oplossingen
CERN
spannende tijd
Versneller doet het Theorie
klaar Experimenten doen het
38
Bedankt voor de aandacht, mooie avond verder !
Ivo.van.Vulpen_at_nikhef.nl