Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 1 Der Urknall im Labor Kai Schweda, Physikalisches Institut.

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2 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 1 Der Urknall im Labor Kai Schweda, Physikalisches Institut

3 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 2 M100 Spiral Galaxie 56 Millionen LJ

4 Zeichnung: Hanns Ruder, Universität Tübingen

5 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 4 Zurück zum Urknall 10 –6 sec 10 –4 sec 3 min 14 Mil Jahre Quark-Gluon Plasma NukleonenKerne Atome Heute Natur Experiment Urknall

6 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 5 Zustände von Materie Q G P Kompression Quark Gluon Plasma - Festkörper Atom Atomkern Protonen und Neutronen bestehen aus Quarks Heizen

7 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 6 Kollision von Atomkernen

8 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 7 Sonnenspektrum Graphik: Max-Plack-Institut für Plasmaphysik Wellenlänge und Intensität festgelegt durch Temperatur T Sonne = 5500 C (an der Oberfläche)

9 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 8 Wie heiss ist die Quelle ? N K+K+ K0K0 K-K- N E = mc 2 (GeV) Teilchenhäufigkeit 0.40.801.61.2 0.1 1.0 10.0 100. 1000 Lichtquelle Teilchenquelle Häufigkeit von Teilchen am besten beschrieben durch T = 2 000 000 000 000 C = 2 Trillionen C 100 000 mal heisser als im Innern der Sonne !

10 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 9 Tieferer Einblick Nachweis und Identifikation von Elektronen(Positronen) erlauben uns, tief in die Teilchenquelle hineinzuschauen ! NB: Beobachtetes Sonnenlicht stammt nur von Oberfläche Massive Teilchen stammen vornehmlich von Oberfläche der Teilchenquelle Röntgenaufnahme: Lynn Bry, Washington University in St. Louis

11 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 10 Atomkerne aus Blei haben fast Lichtgeschwindigkeit (bis auf 30km/h) Kommen 10 000 mal pro Sekunde am Detektor vorbei 20 Milliarden Bleikerne pro Umlaufrichtung Beispiel:Lamborghini Diablo,0-100 km/h: 3 sec Formel 1 400 km/h:12 sec Concorde 2200 km/h: 1 min Large Hadron Collider 1 Milliarde km/h: 1 Jahr (!) Large Hadron Collider LHC am CERN

12 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 11 ALICE beim LHC TPC TRD Bis zu 60000 geladene Teilchen PetaByte (10 15 ) pro Jahr 1000 Wissenschaftler, 30 Nationen

13 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 12 Blei-Blei Kollision in ALICE Herausforderung: Rekonstruktion und Identifizierung von 5000 (15000) geladener Teilchen

14 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 13 Time Projection Chamber (TPC) mit 95 m 3 größte je gebaute TPC 3-dimensionale Kamera Präzision besser als 500 m insgesamt 560 Millionen Pixel bis zu 200 Bilder pro Sekunde

15 Einbau der TPC in ALICE (Jan 2007)

16 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda 15 Transition Radiation Detector (TRD) - 540 Kammern (gefüllt mit Xenon-Gas) - in 18 Supermodulen (8m lang) - aktive Fläche 750 m 2 - Gesamtgewicht 30t - 30 Millionen Pixel - 275 000 CPUs, 6.5 s pro Bild -100 000 Bilder pro Sekunde Identifiziert Elektronen (Positronen) !

17 Nacht der Wissenschaft, Physikalisches Institut, Nov 10, 2007 Kai Schweda TRD Radiatoren und Kammern Herausforderung: Kammern bestehen aus praktisch nichts und müssen über ganze Fläche sehr plan (200 m) und stabil sein (1mbar entspr. 20kg)