1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 1 Vorlesung 12: Roter Faden: 1.Baryon Asymmetrie 2.Grand Unified Theories 3.Vereinheitlichung aller Kräfte.

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1 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 1 Vorlesung 12: Roter Faden: 1.Baryon Asymmetrie 2.Grand Unified Theories 3.Vereinheitlichung aller Kräfte 4.Nachweis der Supersymmetrie

2 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 2 Was ist eine Große Vereinheitlichte Theorie (Grand Unified Theorie, GUT) Was ist Supersymmetrie?

3 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 3

4 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 4 Be aware: more phase transitions than GUT one, e.g. Electrow. one. Hence many models to explain Baryon Asym.

5 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 5

6 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 6 Proton decay expected in GUTs

7 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 7 Proton decay Without R-parity fast Proton decay! R-Parity Only possible interactions of Lightest Supersymmetric Particle (LSP) with matter: elastic scattering or production of squarks or sleptons, since at each vertex there should be always to SUSY particles to get R=+1 q q Z,h,A q q q

8 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 8 Some production diagrams

9 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 9 Teilchenmassen 100 - 2000 GeV ! Supersymmetry Symmetrie zwischen Fermionen Bosonen (Materie)(Kraftteilchen)

10 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 10 Gauge Coupling Unification in SUSY

11 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 11 Running of Strong Coupling Constant

12 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 12 Fundamental Questions in Physics

13 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 13 Example of SUSY production and decay chain

14 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 14 Main SUSY signature: missing energy

15 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 15 Prinzip eines Teilchendetektors

16 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 16 e+e+ e-e- Spurdetektor Magnetspule Hadronkalorimeter Elektronkalorimeter Myonkammern Photon Elektron Quark Jet Myon(hohe Energie) (mittlere Ene.) (kleine Energie) Prinzip eines Teilchendetektors

17 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 17 CMS Collaboration

18 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 18 Pixel endcap disks 214m 2 of silicon sensors 11.4 million silicon strips 65.9 million pixels in final configuration! The Tracker

19 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 19 Modell des AMS-02 Detektors auf der ISS

20 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 20 Hochenergetische Teilchen fliegen durch AMS Dabei wechselwirken sie mit unterschiedlichen Detektoren Mit den Informationen aus allen Detektoren lassen sich die Teilchen dann identifizieren AMS-02 Detektor

21 1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer 21 Particle identification techniques 300 GeV TRD TOF Tracker RICH Calorimeter e - e + p He