Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik K.Hoepfner, T.Hebbeker, S.Roth, O.Pooth, D.Lanske RWTH Aachen, Seminar SS 2004 Proton-Proton Kollisionen.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik K.Hoepfner, T.Hebbeker, S.Roth, O.Pooth, D.Lanske RWTH Aachen, Seminar SS 2004 Proton-Proton Kollisionen."—  Präsentation transkript:

1 Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik K.Hoepfner, T.Hebbeker, S.Roth, O.Pooth, D.Lanske RWTH Aachen, Seminar SS 2004 Proton-Proton Kollisionen bei höchsten Energien

2 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 2 Organisation Seminartermin: waehrend des Semsters, Dienstag um 8:30 (oder Montag 8:30), Physikzentrum Raum 26C201 Ablauf: - Vortrag ca. 45 min + 15 min Diskussion - Ausarbeitung (ca.10 Seiten) innerhalb von 3 Wochen nach dem Vortrag abzugeben - Alle Beteiligten kommen zu allen Vortraegen. Thema bitte frühzeitig auswählen (siehe Themenliste). Betreuer wird bekannt gegeben. Themen, Betreuer u.a. Informationen auf

3 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 3 Themenübersicht 1. Das Standardmodell der Teilchenphysik 2. Beschleuniger 3. Die Tevatron Proton-Antiproton Experimente 4. Die LHC Proton-Proton Experimente 5. Quantum Chromodynamik 6. Physik der elektroschwachen W und Z Bosonen 7. Wie erhalten Teilchen Masse? Higgs-Suche 8. Ist die Welt super symmetrisch? 9. beauty-Physik 10. B-Oszillationen 11. Entdeckung des top-Quark am Tevatron 12. Nächste Generation top-Physik

4 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 4 Entwicklung des Universums CERN Moderne pp-Kollider untersuchen Universum ~ s nach dem Urknall

5 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 5 Beiträge der RWTH Aachen CMS Detektor am LHC Außerdem

6 Die einzelnen Themen

7 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 7 Das Standardmodell der Teilchenphysik Fundamentale Teilchen Spin-1/2 Fermionen: TeilchenLadungMasseTeilchenLadungMasse Elektron GeV e 0< GeV Muon GeV 0< GeV Tau GeV 0< GeV u-quark2/ GeVd-quark-1/ GeV c-quark2/ GeVs-quark-1/ GeV t-quark2/ GeVb-quark-1/ GeV Quarks Leptons Die meisten experimentellen Daten korrekt beschrieben. Wechselwirkungen Spin-1 Bosonen: ElektromagnetischPhotongmasselos SchwachZ-BosonZ0Z0 91 GeV SchwachW-BosonW +, W - 80 GeV StarkGluongmasselos

8 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 8 Beschleuniger Injektion LHC Dipol LHC (main ring) Tevatron Upgrade

9 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 9 Die Tevatron pp-Experimente Tevatron = TeV Beschleuniger z.Zt. größter Beschleuniger -

10 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 10 Die LHC pp-Experimente 9 km Proton-Proton

11 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 11 Quantum Chromo Dynamik (QCD) LHC ist QCD ! Erste LHC Ergebnisse = QCD. Großer Wirkungsquerschnitt erlaubt Studien mit wenig Daten. Quantum Chromo Dynamik: Eichtheorie, Quarks mit 3 Farben (r,g,b) und 8 Gluonen (Farbe + Antifarbe) Starke Kraft (hält Atomkerne zusammen) Baryonen: Proton (uud), Neutron (udd) Mesonen; Pion (ud) Kopplungskonstante s - Struktur des Protons Fragmentation im Detektor Jets

12 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 12 Elektroschwache W und Z Bosonen 1983 Austauschbosonen der schwachen Kraft (W,Z) entdeckt am SPS. Nobelpreis 1984 Genaue Messung der Eigenschaften am LEP Z.Zt. Messungen bei höchsten Energien am Tevatron Entdeckung am SPS Heute am Tevatron W e Z W/Z ist eine Standardkerze für high p T Physik Ideal für Kalibration und Präzision

13 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 13 Wie erhalten Teilchen Masse? Higgs Suche Idee: Higgs Mechanismus Aber: Masse des Higgs Teilchens nur experimentell bestimmbar Experimentell gemessene Massen fundamentaler Teilchen: ~10 -3 eV eV Problem: Massenerzeugung unklar Aufregung bei LEP ! LHC kennt die Antwort 114 GeV < m H < 1000 GeV

14 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 14 Ist die Welt super-symmetrisch? W.de Boer at al. TeV Massenskala: neue Teilchen symmetrisch zu bekannten aber schwerer Am LHC sichtbar durch signifikante Zerfallssignatur

15 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 15 beauty-Physik Sehr kurzlebige Teilchen Nachweis Zerfallsvertex erfordert hohe Auflösung D0 Silizium Vertex Detektor Messung B-Lebensdauer in D0 = (stat) ps TeilchenMeßwert B+B+ Masse ± 1.7 ± 1.1 [MeV/c 2 ] B0B ± 1.9 ± 1.4 [MeV/c 2 ] BsBs Lebensdauer 1.26 ± 0.20 (stat) ± 0.02 (syst) ps ZerfallVerzweigungsverhältnis D x 10 90% C.L.

16 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 16 B-Oszillationen B s und B s Überlagerungen von 2 Eigenzuständen (B H, B L ), ählich wie bei Kaonen aber stärkere Oszillation. - Oszillationsfrequenz LEP + Tevatron Oszillationen sehr schnell gute Zeitauflösung. Bisher noch nicht gesehen. Nur an hadronischen Beschleunigern möglich Guter Platz für neue Physik, z.B. neue Teilchen in Schleifen

17 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 17 Entdeckung des top-Quark Erst entdeckt (Tevatron). Schwerer als erwartet. m top ~180 GeV. Warum CDF Detektor ?! top nicht sichtbar, zerfällt sofort Experimentelle Herausforderung Phys.Rev.Lett.73 (1994) 225. CDF Detektor

18 KH Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik 18 Nächste Generation Top-Physik Wichtige Fragen: Top einzigstes Elementarteilchen schwerer als W,Z Test elektroschwache Kraft! Neue Physik? Top Masse: Unterschiedliche Massen gemessen 172 GeV und 180 GeV. Einfluß auf Higgs Vorhersage! Studium der Eigenschaften des top-Quarks Produktion und Zerfall Experimenteller Nachweis erfordert b-tagging! DØ Aber auch Untergrund mit ähnlicher Signatur.

19 Das Ende


Herunterladen ppt "Moderne Methoden der Teilchen- und Astroteilchenphysik K.Hoepfner, T.Hebbeker, S.Roth, O.Pooth, D.Lanske RWTH Aachen, Seminar SS 2004 Proton-Proton Kollisionen."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen