WYKŁADY OTWARTE - ARCHIWUM FILMOWE


VIII EDYCJA 2008/2009 - WYKŁAD 50


OD ZDERZANIA KULEK DO ZDERZANIA PROTONÓW
W WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC)
W CERN-IE W GENEWIE

prof. dr hab. Wojciech Nawrocik
12.12.2008

Czas trwania: 1h


wykład dostępny również na DVD

  OD ZDERZANIA KULEK DO ZDERZANIA PROTONÓW W WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC) W CERN-IE W GENEWIE

OD ZDERZANIA KULEK DO ZDERZANIA PROTONÓW W WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC) W CERN-IE W GENEWIE

OD ZDERZANIA KULEK DO ZDERZANIA PROTONÓW W WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC) W CERN-IE W GENEWIE

OD ZDERZANIA KULEK DO ZDERZANIA PROTONÓW W WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC) W CERN-IE W GENEWIE
Transmisja internetowa: M.Karlic, M.Światłowski - Pracownia Komputerowa Wydziału Fizyki UAM
Zapis filmowy: Uniwersyteckie Studio Filmowe Ośrodka Dydaktyczno-Multimedialnego WF UAM
STRESZCZENIE

Large Hadron Collider - Wielki Zderzacz Hadronów jest akceleratorem zbudowanym w tunelu o długości 27 km, wydrążonym na głębokości około 100 m pod powierzchnią ziemi na terytorium Francji i Szwajcarii w pobliżu Genewy. W tym akceleratorze zderzać się będą czołowo dwie przeciwbieżne wiązki protonów (w przyszłości także jąder ołowiu). Protony przyspieszane będą kolejno w mniejszych akceleratorach i na koniec wstrzykiwane będą do LHC, gdzie ukształtowane w odpowiednie paczki przez wiele godzin krążyć będą w rurkach, w których ciśnienie jest porównywalne z ciśnieniem panującym w przestrzeni kosmicznej. Za utrzymanie w owych rurkach pędzących z prędkością bliską prędkości światła protonów odpowiedzialne są m.in. nadprzewodzące magnesy pracujące w temperaturze kilku kelwinów. Każdy proton w LHC będzie wykonywał pełen obieg po 27 km okręgu 11 245 razy na sekundę. Należy spodziewać się 600 milionów zderzeń na sekundę w tych miejscach, gdzie przeciwbieżne wiązki przecinają się. W LHC będą się zderzały protony o niespotykanej dotąd w warunkach laboratoryjnych energii. Wyniki tych zderzeń, wielkie liczby nowych cząstek, będą rejestrowane w czterech wielkich detektorach - ALICE, ATLAS, CMS i LHCb usytuowanych w miejscach przecinania się wiązek protonów. Precyzyjna analiza otrzymanych wyników pozwoli fizykom badać nowe zjawiska dotyczące materii, energii, przestrzeni i czasu.

Każdy proton krążący w LHC będzie miał energię koło 7 Teraelktronowoltów (TeV) tj. energię lecącego komara. Energia ta wydaje się niewielka - ale o ile masa komara przewyższa masę protonu! Tak więc energia całego komara skoncentrowana jest na jednym protonie.

Jakie cele stawiane są przed eksperymentami LHC?

  1. Obowiązujący dzisiaj Model Standardowy cząstek elementarnych nie wyjaśnia źródła masy. Teoria przewiduje istnienie pola Higgsa i tzw. cząstki Higgsa odpowiedzialnej za masę cząstek elementarnych. Eksperymenty LHC mają wykazać, czy taka cząstka istnieje.
  2. Eksperymenty LHC mają rozstrzygnąć czy istnieją bardziej masywne cząstki niż dotychczas znane w Modelu Standardowy- tzw. supersymetryczne cząstki.
  3. Eksperymenty mają pomóc wyjaśnić istotę tajemniczej ciemnej masy i ciemnej energii wypełniającej w 95% Wszechświat.
  4. Eksperymenty powinny stworzyć możliwość badania plazmy kwarkowo-gluonowej tj. warunków panujących krótko po Wielkim Wybuchu.
  5. Eksperymenty mają wyjaśnić tajemnice nierównowagi miedzy materia i antymaterią.

Na wykładzie - zapoznanie się z LHC rozpoczniemy od pokazania, za pomocą kulek, co to jest zderzenie sprężyste i niesprężyste i jaki wpływ na ruch ładunku elektrycznego ma pole magnetyczne. Następnie opiszemy akcelerator LHC, podamy zasady jego działania, zasady pracy wielkich detektorów i omówimy oczekiwane rezultaty. Zwrócimy także uwagę na rolę matematyki i informatyki w błyskawicznej obróbce wielkiej ilości danych. Na koniec pokażemy jakich rezultatów spodziewają się fizycy i jak te oczekiwane rezultaty mogą wpłynąć na nasze rozumienie Materii i Wszechświata.

Serdecznie zapraszam na, jak sadzę, ciekawy, ale dość trudny wykład.

O WYKŁADOWCY

Wojciech NAWROCIK jest profesorem fizyki na Wydziale Fizyki UAM. W latach 1987-90 był dyrektorem Instytutu Fizyki i w latach 1993-99 dziekanem Wydziału Fizyki UAM. Dla studentów kierunku fizyka wykłada mechanikę i wstęp do fizyki fazy skondensowanej. Pracuje w Zakładzie Kryształów Molekularnych i zajmuje się badaniami struktury, dynamiki i przejść fazowych w układach molekularnych. Jest autorem ponad 30 publikacji naukowych. W badaniach stosuje głównie metody dielektryczne i rozpraszania neutronów. Przez wiele lat przebywał na stażach w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej (Rosja). Współpracuje z wieloma uniwersytetami europejskimi. Jest członkiem międzynarodowej grupy EUPEN zajmującej się nauczaniem fizyki w Europie. Przewodniczy Krajowemu Komitetowi Organizacyjnemu festiwalu "Fizyka na Scenie 3".

INNE WYKŁADY TEGO SAMEGO AUTORA

 

Tajemnica neutronu

Drgania i fale cz.1

Drgania i fale cz.2

Drgania i fale - Akustyka

Od wahadła do efektu foelektrycznego

O ruchu obrotowym ciał sztywnych...

Nanowiedza i nanotechnologia...



Zdjęcia: K. Fryś, M. Nowak, M. Wachowicz.
Transmisja on-line: Pracownia Demonstracji i Popularyzacji Fizyki Wydziału Fizyki UAM, PK WF UAM, PCSS, CIM. Streaming: M. Karlic, M. Światłowski.
Copyright 2003-2013 J. Latosińska, M. Latosińska