Präsentation herunterladen
Veröffentlicht von:Eckhardt Gettig Geändert vor über 10 Jahren
1
Spannende Pläne für die Zukunft der Physik: FAIR
Facility for Antiproton and Ion Research Klaus Goeke Theoretische Hadronen-Physik Ruhr-Universität Bochum
2
FAIR an der GSI-Darmstadt
3
Welt der Physik: heute
4
Welt der Physik: Entwicklung des Universums
Hier muss Bild hin mit Universum und Entwicklung von links nach rechts
5
Fundamentale Fragen Helle Materie Dunkle Materie Dunkle Energie
6
Fundamentale Fragen FAIR LHC Helle Materie Dunkle Materie
Baryonen Atomkerne, Quarks: strange, charm Struktur der Materie, Entstehung Materie unter extremen Bedingungen, QGP Ursprung der Masse, Rolle der Quarks Dunkle Materie Existenz im Universum indirekt gezeigt Natur der DM-Teilchen unbekannt Dunkle Energie Existenz im Universum generell akzeptiert Physikalischer Ursprung unbekannt FAIR LHC Beobachtung Theorie
7
FAIR Gewinnfaktoren Spez. Eigenschaften
Strahlen: Schnelle hochgeladene Atomkerne (Ionen) FAIR Gewinnfaktoren Primärstrahlintensitäten: Faktor 100 – 1000 Sekundärstrahlintensitäten für kurzlebige Kerne: bis zu einem Faktor Ionenenergie: Faktor 15 Spez. Eigenschaften Sekundärstrahlen: Strahlen aus radioaktiven Reaktionsprodukten Intensive energiescharfe Strahlen kurzlebiger Kerne Energiescharfe Antiprotonen- strahlen bis zu 15 GeV Interne Targets für Experi- mente hoher Luminosität Strahlen aus Anti-Protonen
8
Atom Atomkern Relativistische Quantenfeld-Theorie mit Punkt-Teilchen
Quarks: Quanten Chromodynamik
9
Nukleon: Quarks und Gluonen
Proton: up up down Gluonen: Quanten der starken Wechselwirkung Neutron: up down down Quarks: up down strange charm bottom top
10
Kraft zwischen geladenen Teilchen
Erice 2004
11
Asymptotische Freiheit
Confinement Erice 2004
12
Confinement Asymptotische Freiheit
Kraft zwischen zwei Quarks: N ~15 t Confinement Erice 2004
13
Stabile hadronische Systeme
Gibt es „exotische“ Systeme? Quarks, reine Gluon-bälle ?? 3-Quark-Systeme: Baryonen: p, n, L, S Quark-Antiquark- Systeme: Mesonen: p, K existiert nicht existiert nicht
14
Glue-Bälle und Hybride
Graviton -Bälle ?? Crystal-Barrel: Hybride wurden mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits entdeckt FAIR wird in großem Stil diese Objekte suchen und untersuchen Proton-Antiproton Kollisionen
15
Theta+: Pentaquark-Teilchen
Theta+: uudds Proton: uud 1997: In St.Petersburg/Bochum vorausgesagt (Soliton) 2002: 11 große Beschleuniger in Japan, Russland, USA, Deutschland etc. haben das Pentaquark identifiziert 2004: 8 große Beschleuniger in USA und Deutschland haben das Pentaquark nicht gefunden Wenn existiert FAIR: Proton-Antiproton-Kollsionen
16
Struktur des Nukleons
17
Masse Nukleon Wechsel- wirkungsenergie
Masse des Nukleons Masse Nukleon 1000 MeV 350 MeV 350 MeV Masse 5-10 MeV 350 MeV Gluon: Masselos Masse Nukleon Wechsel- wirkungsenergie
18
Masse des Universums Die Masse der hellen Materie im Universum stammt her von der Wechselwirkungs-energie der Gluonen und Quarks
19
Masse des Universums Quanten Chromodynamik FAIR
Die Masse der hellen Materie im Universum stammt her von der Wechselwirkungs-energie der Gluonen und Quarks Quanten Chromodynamik FAIR
20
Forschung mit Antiprotonen
HESR PANDA High-Energy Storage Ring (HESR) with detector PANDA
21
Quarks: up down strange charm bottom top
Charmonium-Spektrum Quarks: up down strange charm bottom top
22
Hyper-Kerne mit „strange“ Baryonen
Quarks: up down strange charm bottom top Atomkern mit zwei L-Teilchen, oder zwei strange Quarks
23
Hyper-Kerne mit „strange“ Baryonen
Quarks: up down strange charm bottom top 2 strange Quarks 1 strange Quark Stabile Atomkerne Stabile Atomkerne (ohne Strangeness) Keine strange Quarks
24
Proton-Antiproton Annihilation
Änderung der Masse in Kernmaterie
25
Super-Fragment Separator Produziert Strahlen instabiler Kerne
Radioaktive Kerne Nukleon Kern Super-Fragment Separator Produziert Strahlen instabiler Kerne
26
Kern-Kern-Kollision
27
Instabiler, radioaktiver Kern: Sekundärstrahlen
Radioaktive Strahlen Vielzahl neuer Reaktionen mit Anwendung auf : Sterne, Sternentwicklung, Entstehung der Elemente Instabiler, radioaktiver Kern: Sekundärstrahlen
28
Nuklid-Karte Explosive Fusion zu schweren Elementen (r-process)
Halokerne Explosive Fusion zu schweren Elementen (r-process) Stabile Kerne Thermonukleare Fusion bis zum Eisen
29
Thermonukleares Brennen: Entstehung leichter Elemente
Fusion erzeugt Energie und Strahlungsdruck
30
Thermonukleares Brennen
Thermonukleares Brennen verhindert gravitativen Kollaps durch Strahlungsdruck aus dem Zentrum H
31
Thermonukleares Brennen
Thermonukleares Brennen verhindert gravitativen Kollaps durch Strahlungsdruck aus dem Zentrum He Fe
32
Thermonukleares Brennen
Thermonukleares Brennen verhindert gravitativen Kollaps durch Strahlungsdruck aus dem Zentrum C Fe
33
Thermonukleares Brennen
Thermonukleares Brennen verhindert gravitativen Kollaps durch Strahlungsdruck aus dem Zentrum O Fe O Si
34
Thermonukleares Brennen
Thermonukleares Brennen verhindert gravitativen Kollaps durch Strahlungsdruck aus dem Zentrum Si Fe Fe i Fe
35
Weiteres Brennen zu schwereren Kernen würde Energiezufuhr erfordern
Ende des Brennens: Fe Thermonukleares Brennen verhindert gravitativen Kollaps durch Strahlungsdruck aus dem Zentrum Fe Fe Weiteres Brennen zu schwereren Kernen würde Energiezufuhr erfordern
36
Eisenkern: Gravitativer Kollaps
im Prinzip zum Schwarzen Loch Kollapps wird gestoppt: Elektronen werden in die Protonen gedrückt und Neutronen-Materie bildet sich Fe Fe
37
Nachstürzende Materie wird am harten Neutronen-Core reflektiert
Implosion Explosion Nachstürzende Materie wird am harten Neutronen-Core reflektiert
38
Supernova-Explosion Materie wird nach außen geschleudert
Neutronen-Stern bleibt übrig.
39
Supernova-Explosion FAIR Schockwelle rast durch den Rest-Stern.
Neutrinos treiben die Schockwelle Schwere Elemente werden durch Fusion erzeugt. Hülle wird abgestoßen FAIR
40
Beschleunigte Expansion
Supernova Supernovae II Supernovae Ia Beschleunigte Expansion Dunkle Energie
41
Supernova-Explosion China 1054 n.Chr.
Krebs-Nebel Supernova-Explosion China n.Chr.
42
Entstehung der Elemente
43
Neutronenstern: Hoher Druck
FAIR
44
Nukleon confinement de-confinement Quark-Gluon Materie Kern
45
Materie unter extremen Bedingungen
Deconfinement Materie unter extremen Bedingungen Quark-Gluon Materie Quark-Gluon Materie
46
Entwicklung des Universums
Hier muss Bild hin mit Universum und Entwicklung von links nach rechts Temperatur Dichte
47
Kollision und Diagnose
48
Phasendiagramm Kernmaterie
FAIR Deconfinement
49
FAIR an GSI-Darmstadt Forschung mit Strahlen instabiler Isotope
Kerne weitab der Stabilität, Elemententstehung Nukleare Astrophysik Forschung mit Antiprotonen Hadron-Spektroskopie, Hyperkerne, Medium-Effekte Quark-Gluon-Freiheitsgrade, nicht-pert. QCD Antiprotonen, gebunden, niedrige Energie (FLAIR) Kern-Kern-Kollisionen bei hohen Energien Komprimierte und heiße Kernmaterie, Phasenübergänge Deconfinement, strange Materie Ionen- und Laser-induzierte Plasmen Höchste Energiedichten in Materie, Zustandsgleichung Fundamentale Untersuchungen und Anwendungen QED starker Felder, Femtosekunden-Laser
50
FAIR: Forschung Struktur des Nukleons, Herkunft der Masse, Quark-Gluon-Wechselwirkung Struktur der Atomkerne, Halo-Kerne Strange Quarks in Kernen, Charmed Quarks Herkunft der Elemente, Weisse Zwerge, Super-Novae, Neutronensterne, Sternentwicklung Dichte und heiße Kernmaterie, Quark-Gluon-Plasma, frühe Phasen des Universums Relativistische Quanten Chromodynamik unter allen Bedingungen, nicht-perturbativ
51
Zukünftige Erweiterung: Polarisierte Antiprotonen (PAX)
Transversity: Wahrscheinlichkeit im transversal polarisierten Proton ein transversal polarisiertes Quark zu finden
52
Dank für die Aufmerksamkeit
53
FAIR FAIR
54
Fazit
55
Quarks: Große Abstände Confinement
Kraft zwischen zwei Quarks: kg Quarks: Kleine Abstände Asymptotische Freiheit Erice 2004
56
Proton-Antiproton Annihilation
Änderung der Masse in Kernmaterie
Ähnliche Präsentationen
© 2024 SlidePlayer.org Inc.
All rights reserved.