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Veröffentlicht von:Elisa Mutschler Geändert vor über 11 Jahren
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Warum benötigen wir immer grössere Beschleuniger (wie den Large Hadron Collider LHC bei CERN/Genf)?
Amand Fäßler, Tübingen
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Dichte der Zäpfchen und Stäbchen.
Das Auge 120 Millionen Stäbchen für hell-dunkel Farbsehen durch 6 Millionen von Zapfen Normalsichtig Auflösungsvermögen: Bei Abstand 1 Meter bei gesundem Auge etwa 0,5 bis Millimeter. Dichte der Zäpfchen und Stäbchen. Fäßler, Tübingen
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Einfachstes Lichtmikroskop
Wir haben aber keine Linsen für dieses hochenergetische Licht ! Auflösung immer im Bereich der Wellenlänge: l Sichtbares Licht : l ~ 500 nm = 0,5 Mikrometer. Wir brauchen „Licht“ mit kürzerer Wellenlänge. Röntgen: 10 keV 0,1 Nanometer g-Strahlen: 1 MeV =1000 keV 0,001Nanometer Fäßler, Tübingen
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Teilchen-Welle-Dualismus
Elektronen Licht Experiment zum ersten Mal mit Elektronen in Doktorarbeit von Jönsson in Tübingen Fäßler, Tübingen
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DasYoungsche Experiment mit Licht am Doppelspalt
Fäßler, Tübingen
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Elektronen haben Ladung.
Elektronenmikroskop Elektronen haben eine deBroglie-Wellenlänge: Ee = 10 keV l = 0,1 nm = m; beste erreichte Auflösung ~ 0,1 nm Atom: 10-8 cm = 0,1 nm Man kann fast einzelne Atome sehen. Was sind die Linsen für das Elektronenmikoskop? Elektronen haben Ladung. Man kann sie mit elektrischen (Spannung) und magnetischen Feldern manipulieren. Fäßler, Tübingen
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Elektrische und Manetische Linsen für das Elektronenmikroskop (keV bis MeV)
Schematische Strahlführung und elektrostatische Linse Magnetische Linse
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Will man noch kleinere Objekte sehen
wie Atomkerne, Protonen, Elektronen, Quarks, benötigt man kleinere Wellenlängen und noch höhere Energien. Auflösung ~ Wellenlänge l ~ (1240/Energie[MeV])x10-15 Meter Atomkern: Durchmesser D ~ 20x10-15 Meter E = 600 MeV Proton/Neutron: D = 2x10-15 m E = MeV = 10 GeV Quarks+Elektronen: D ~ Meter 1000 GeV = 1 TeV Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Neue Physik schwerere Teilchen
Vektorbosonen (E = mc2 = 80 GeV) Träger der Schwachen Kraft (Betazerfall nach Tschernobyl; Spaltung von: Uran143 ; 92 Protonen u. 143 Neutronen): Neutron Proton + Elektron + Neutrino Higgs-Boson: Gibt den Teilchen die Masse 120 GeV bis 1000 GeV = 1 TeV; Entdeckung am Large-Hadron-Collider? Supersymmetrische (SUSY) Teilchen: 120 bis 1000GeV = 1 TeV; erlaubt Elektromagnetische Kraft, Schwache Kraft und Kernkraft als eine Kraft zu verstehen. „Grosse Vereinheitlichte Theorie“; Test am LHC ? Fäßler, Tübingen
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Beschreibt Daten auch bei höchsten Energien.
Entdeckung des Vektorbosons, dem Träger der Schwachen Kraft durch Rubbia 1982/83 am CERN Neutron Proton + Elektron + Neutrino Kurze Notation: n p + e + n Wahrscheinlich- keit mit Energie gegen Unendlich Proton Neutron Elektron Neutrino Vektorboson Neutron Proton Elektron Neutrino Beschreibt Daten auch bei höchsten Energien.
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Proton 270 GeV-Antiproton 270 GeV-Kollision
Vektorboson 80 GeV Elektron Neutrino Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Erste Messung des W-Vektorbosons an
Silvester 1982 durch Rubbia und Mitarbeiter. Nobelpreis für Rubbia und van der Meer Antiproton Proton Vektorboson 80 GeV Neutrino Elektron Fäßler, Tübingen
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Amand Fassler, Tübingen
Der „Large Hadron Collider“ bei Genf ist ein Ringbeschleuniger von 27 km Länge mit einer Kollisionsenergie von Proton auf Proton von 7+7 = 14 [TeV] = 14*1012 [eV]. Größter Beschleuniger der Welt 2008/2009 7 TeV Protonen 270 GeV Antiprotonen 270 GeV Protonen Amand Fassler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Prinzip der Beschleunigung
im elektrischen Feld Fäßler, Tübingen
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Resonator: Elektrisches Feld schwingt, so dass es immer das geladene Teilchen beschleunigt, wenn es durch fliegt Fäßler, Tübingen
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Strahlführung bei der GSI in Darmstadt: gelb Quadrupolmagnete zur Fokusierung und rot Dipolmagnete zur Ablenkung Fäßler, Tübingen
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Blau: Supraleitende Dipolmagnete zum Ablenken des Protonenstrahls im LHC auf die 27 km lange Kreisbahn. Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Unfall am 19. September 2008: Bei einer schlechten Verbindung erwärmt sich durch den Strom und Widerstand das Teil und schmilzt. Flüssiges Helium wird explosionsartig frei ( Ausdehnung: 1 : 700). Herbst 2009. Herbst 2009. Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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mit Magnetfeld (Simulation)
Proton-Proton-Kollision bei 7 TeV + 7 TeV = 14 TeV am LHC in einem Detektor mit Magnetfeld (Simulation) ENDE Fäßler, Tübingen
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Fäßler, Tübingen
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Teil der 27 km langen Strahlführung und Beschleunigungsstrecke des
„Large Hadron Colliders“. Amand Fassler, Tübingen
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Beschleuniger Anlagen beim Europäischen Kernforschungszentrum in (CERN) Genf
Fäßler, Tübingen
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mit Magnetfeld (Simulation)
Proton-Proton-Kollision bei 7 TeV + 7 TeV = 14 TeV am LHC in einem Detektor mit Magnetfeld (Simulation) Fäßler, Tübingen
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Amand Fassler, Tübingen
Wir wollen mit dem LHC die Physik jenseits des Standard-Modells untersuchen. Können wir unseren Kopf durch die Kristallsphäre des Aristoteles strecken? Amand Fassler, Tübingen
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Entwicklung unseres Universums vom Urknall bis heute.
Fäßler, Tübingen
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Amand Fassler, Tübingen
Warum so hohe Energien? Wir können die Naturgesetze näher am Urknall testen. SPS Sek. 10-11 Sek. 10-12 Sek. Sekunden nach Urknall und 1015 Grad Celsius. Neue Physik ? Amand Fassler, Tübingen
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1024 GeV 80 GeV 0,3 eV = 3000° Kelvin Elektronen lagern
sich an Protonen an. LHC sec
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Aufbau des CMS-Detektors am „Large Hadron Collider“
Fäßler, Tübingen
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