Magyarország és a CERN

Átírás

1 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 1/40 Magyarország és a CERN Előadás fizikatanárok részére (CERN, 2011) Horváth Dezső horvath@rmki.kfki.hu RMKI, Budapest és ATOMKI, Debrecen

2 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 2/40 A felfedezés rögös útja, 1492 A kutatás frontvonala: Az Atlanti-óceán partja A kutatás célja: India elérése A kutatás eszköze: Columbus hajói A kutatás eredménye: Amerika felfedezése (Vesztergombi György után)

3 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 3/40 A felfedezés rögös útja, 2009 A kutatás frontvonala: Az anyag mély szerkezete A kutatás célja: Higgs-bozon, ősrobbanás utáni állapot A kutatás eszköze: nagyenergiájú gyorsítók A kutatás eredménye: Új fizika??

4 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 4/40 A CERN gyorsítói

5 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 5/40 A CERN antiproton lassítója (AD) a CPT invariancia ellenőrzésére épült Három CPT kísérlet az AD-nál: ATRAP: q(p)/m(p) q(p)/m(p) H(2S 1S) H(2S 1S) ALPHA: H(2S 1S) H(2S 1S) ASACUSA: q(p) 2 m(p) q(p) 2 m(p) µ l (p) µ l (p) Vörös: működik, zöld: tervben ASACUSA: Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons (Tokió, Aarhus, Bécs, Brescia, Budapest, Debrecen, München) R. S. Hayano, M. Hori, D. Horváth, E. Widmann: Repts Prog. Phys. 70 (2007) Magyar résztvevők: Barna Dániel, Horváth Dezső, Zalán Péter (RMKI) Juhász Bertalan (ATOMKI SMI), Tőkési Károly (ATOMKI) Sótér Anna (ELTE MPQ)

6 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 6/40 Particle Physics Review, 2010 Jelenleg: kétfotonos, Doppler-mentes spektroszkópia M. Hori,..., A. Sótér, D. Barna,... B. Juhász,... D. Horváth: Nature 475 (2011) Diplomamunka: Juhász Bertalan, Ujvári Balázs, Sótér Anna PhD: Juhász Bertalan

7 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 7/40 µ(p): vonal-felhasadásphe + -ban F =L 1/2 F =L 1/2 (n,l ) F =L 1/2 J + =L F =L 1/2 J + =L (n,l ) F =L 1/2 J + =L J =L 1 J =L 1 J =L 1 F + =L +1/2 (n,l) (n,l) ν HF + F + =L +1/2 (n,l) f + J ++ = L+1 ν HF J ++ = L+1 f + J ++ = L+1 F + =L+1/2 J + =L F + =L+1/2 J + =L F + =L+1/2 J + =L Step 1: depopulation of F + doublet with f + laser pulse Step 2: equalization of populations of F + and F - by microwave Step 3: probing of population of F + doublet with 2nd f + laser pulse Mágneses momentumok µ(p) µ(p) CPT-invariancia OK T. Pask, D. Barna, A. Dax, R.S. Hayano, M. Hori, D. Horváth, S. Friedreich, B. Juhász, O. Massiczek, N. Ono, A. Sótér, E. Widmann: Phys. Lett. B 678 (2009) R ++ /R ++ off ν HF ν HF S. Friedreich, D. Barna,... D. Horváth, B. Juhász,... A. Sótér,... Phys. Lett. B 700 (2011) ν MW (GHz) Mikrohullámú frekvencia-spektrum

8 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 8/40 Lassú antiproton-nyaláb fejlesztése Monoenergetic Ultra Slow Antiproton Source for High precision Investigations 5.8 MeV p AD RFQ (2000) 100 kev p RFQ csapda (2001) p csapdában hűtve (2002) > lassú p kivezetve (2004) > p FWHM 3mm (2008) H-nyaláb kivezetve (2010) Cél: atom- és magfizika, QCD, H N. Kuroda,..., B. Juhász, D. Horváth,..., Y. Yamazaki: Phys. Rev. Lett. 94 (2005) N. Kuroda,..., D. Barna,... D. Horváth,..., Y. Yamazaki: Phys. Rev. Lett. 100 (2008)

9 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 9/40 Nehézion-fizika: NA49 NA61 Társalapító és próféta: Vesztergombi György Technikai koordinátor: Fodor Zoltán Számos diplomamunka és PhD (ELTE): Siklér Ferenc, Veres Gábor, Varga Dezső, Barna Dániel, László András

10 Pb-Pb ütközés az NA49 detektorban Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 10/40

11 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 11/40 L3, az első magyar CERN-kísérlet 18 magyar résztvevő, 9 hazai színekben RMKI, ELTE, ATOMKI, DE 4 PhD: Csilling Ákos, Debreczeni Gergely (ELTE), Zilizi Gyula, Szillási Zoltán (DE)

12 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 12/40 Omni Purpose Apparatus for LEP Magyar résztvevők: (1995-től) diplomamunkás doktorandusz OPAL PhD Large Electron Positron collider, résztvevő, 421 publikáció Csilling Ákos RMKI 2000 γγ Dienes Beatrix DE ATOMKI 1997 QCD Hajdu Csaba RMKI 1995 H ± Horváth Dezső RMKI & ATOMKI 1995 H ±, lumi, PE Hudácskó Attila DE γγ Igó-Kemenes Péter Heidelberg H ± ifj. Krasznahorkay Attila DE ATOMKI 2003 γγ Pálinkás József DE & ATOMKI DE QCD Patay Gergely BME TGC Pásztor Gabriella ELTE RMKI 1995 H ± Trócsányi Zoltán DE & ATOMKI 1997 QCD Ujvári Balázs DE 2001 γγ Vértesi Róbert BME DE RMKI 2002 γγ

13 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 13/40 Hadronkaloriméterek és visszatérítõ mágnes Elektromágneses kaloriméterek z OPAL detektor Jetkamrák Müondetektorok Vertexdetektor Mikrovertexdetektor y z θ ϕ x Elõremeneti detektor Elõmintavevõ Szilícium-wolfram luminozitásmérõ Repülési idõ számláló Szolenoid és nagynyomású tartály Z-kamrák

14 Hadronkeltés foton-foton ütközésben Virtuális foton kilök virtuális (qq) párt Csilling Ákos (RMKI) hozta L3-ból Thorsten Wengler (CERN) gondozta OPAL-ban Vértesi Róbert (BME, dipl.: ) ifj. Krasznahorkay Attila (DE, dipl.: ; PhD: 2009) Hudácskó Attila (DE, dipl.: ) Ujvári Balázs (DE, PhD: ) Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 14/40

15 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 15/40 Töltött Higgs-bozon keresése LEP: keltés párban (ha egyáltalán): Bomlás nehéz fermionra: e + e H + H H + qq cs vagy τ + ν τ Három csatorna három analízis: τ + ν τ τ ν τ (leptonos : Manchester) e + e H + H τ + ν τ cs+τ ν τ cs (vegyes : Hajdu Csaba) cscs (hadronos : HD) Összesítés: Pásztor Gabriella (Diplomamunka, 1995; PhD: 1999)

16 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 16/40 Az OPAL publikációs aktívitása, 2001 A versenyt 2002-ben végleg megnyertük

17 Nem találtunk Higgs-bozont a LEP-nél, építsünk LHC-t Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 17/40

18 A CMS-együttműködés Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 18/40

19 A CMS-együttmu ködés résztvevo i CMS-résztvevo k a CERN 40-es épületében Horváth Dezso Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 19/40

20 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 20/40 Az LHC CMS detektora (Compact Muon Solenoid) Súly: tonna, kétszerannyi vas, mint Eiffel toronyban > 2500 résztvevő a világ minden tájáról A világ legnagyobb (szupravezető) szolenoidja: átmérő 6 m, B = 4 Tesla Detektorépítésben magyar részvétel: Müondetektor pozicionáló rendszere: DE Kisérleti Fizika Tanszék és ATOMKI, össz. 16 fő Very Forward Calorimeter: RMKI, össz. 20 fő Adatkezelés: LHC Computing Grid

21 Munka a müonkamrákon Béni Noémi és Szillási Zoltán (Debrecen) Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 21/40

22 Előreszórt részecskék észlelése A detektor hermeticitásához szükséges lefedni a teljes teret CMS HF: kvarcszálak acélban Minden CERN-es magyar fűzte (Fodor Zoltán gyermekei) Szálkalibráció kész darabon Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 22/40

23 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 23/40 CMS: magyar résztvevők ATOMKI Debrecen Debreceni Egyetem RMKI Budapest RMKI (folyt.) Béni Noémi Christian Glenn Fenyvesi András Imrek József Molnár József Novák Dezső Pálinkás József Sass Viktor Székely Géza Szillási Zoltán Veszprémi Viktor Karancsi János Raics Péter Szabó Zsolt Trócsányi Zoltán Ujvári Balázs Zilizi Gyula Agócs Ádám Bencze György Boldizsár László Csilling Ákos Debreczeni Gergely Gutay Gergely Hajdu Csaba Hernáth Szabolcs Hidas Pál Horváth Dezső Kálvin Sándor Krajczár Krisztián Hallgató, informatikus, mérnök László András Ódor Géza Radics Bálint Regős Enikő Siklér Ferenc Somhegyi Benjámin Szeberényi Ágnes Veres Gábor Vesztergombi György Zalán Péter Zsigmond Anna

24 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 24/40 Magyar CMS-munkák: detektor A müon-rendszer pozícionálása ATOMKI + RMKI (Béni Noémi, Szillási Zoltán, Bencze György) A pixel-detektor üzemeltetése ATOMKI + DE + RMKI (Veszprémi Viktor, Karancsi János, Radics Bálint) A CMS biztonsági felügyelete ATOMKI (Béni Noémi, Szillási Zoltán A nyomkereső rendszer összehangolása RMKI (Agócs Ádám, Radics Bálint, Vesztergombi György)

25 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 25/40 Magyar CMS-munkák: analízis Nehézion-fizika, részecskeazonosítás RMKI + ELTE (Siklér Ferenc, Veres Gábor, Krajczár Krisztián) SUSY-részecskék keresése ATOMKI + DE + RMKI (Veszprémi Viktor, Kapusi Anita, Karancsi János, HD) Extra dimenziók, fekete minilyukak keresése DE + RMKI (Trócsányi Zoltán, Regős Enikő) A Standard modell ellenőrzése RMKI (Hidas Pál, Vesztergombi György)

26 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 26/40 CMS: közös szemináriumok Hétfőnként az RMKI - ATOMKI - CERN háromszögben, médiatermek összekapcsolásával Általában résztvevő, komoly aktívitással Nemcsak CMS-résztvevők: RMKI-sok, CERN-i magyarok Előadások anyaga (hála Debreczeni Gergőnek):

27 Az LHC TOTEM-kísérlete Csörgő Tamás, Ster András, Sziklai János (RMKI), Csanád Máté, Nemes Frigyes (ELTE) Előreszórt részecskék vizsgálata CMS két oldalán Magyar szerep: Detektor-vezérlő rendszer (RMKI) Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 27/40

28 Az LHC ALICE-kísérlete A Large Ion Collider Experiment LHC Pb-Pb ütközései: 5,5 TeV/NN 28 x RHIC-energia, 5-12 x RHIC-luminozitás Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 28/40

29 Az LHC ALICE-kísérlete: kész Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 29/40

30 Az LHC ALICE-együttműködése Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 30/40

31 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 31/40 Az LHC ALICE-kísérlete: magyarok RMKI, Budapest Lévai Péter Barnaföldi Gergely Gábor Bencze György Bencédi Gyula Boldizsár László Dénes Ervin Fodor Zoltán Futó Endre RMKI, Budapest Hamar Gergő Kiss Tivadar Kovács Levente Lipusz Csaba Molnár Levente Nagy Máté Ferenc Pálla Gabriella ELTE, Budapest Agócs András Berényi Dániel Kalmár Gergely Kiss Gábor Nagy Máté Ferenc Pásztor Attila Pochybova Sona Varga Dezső

32 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 32/40 Az LHC ALICE-kísérlete: DDL Detector Data Link gyors detektor-kiolvasó egység rendkívül jól tűri a sugárzást

33 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 33/40

34 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 34/40 ATLAS: A Toroidal Lhc ApparatuS Nagy Elemér (Marseille), Pásztor Gabriella és Tóth József (RMKI), ifj. Krasznahorkay Attila (ATOMKI és NYU), Kövesárki Péter és Radics Bálint (Bonn)

35 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 35/40 Detektor-fejlesztés (ELTE RMKI) RMKI, Budapest: Bencze György Hamar Gergő Kovács Levente ELTE, Budapest Varga Dezső Horváth Péter Kiss Gábor Márton Krisztina Oláh László Detektorok építése és ellenőrzése (ALICE, NA61,...)

36 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 36/40 Detektor-fejlesztés: müonok barlangban Közeli-katódú kamra Müon-detektor a budapesti Molnár János-barlangban Barlangok fölötti sűrűségváltozások (üregek, sűrűbb kőzetek) feltérképezése

37 Worldwide LHC Computing Grid A CMS-kísérlet fő WLCG-állomásai Tier-2 (RMKI): 500 CPU TB, CMS és ALICE VO (3:1) ATOMKI: Tier-3 készül Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 37/40

38 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 38/40 Akik csinálják Technika: KFKI Számítógép-hálózati központ PC-hardver: Hajdu Csaba és Hernáth Szabolcs LCG: Hernáth Szabolcs és Somhegyi Benjámin Grid-biztonság: Debreczeni Gergely HunGrid: Hernáth Szabolcs és Szeberényi Ágnes CMS: Hajdu Csaba CA-RA: Hernáth Szabolcs JRU, CERN-kapcsolat: Vesztergombi György Pályázatok, ülésezés: Hajdu Csaba (és HD)

39 Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 39/40 A CMS Tier-2-i: megbízhatóság Az RMKI T-2 állomása gorsabban javult, mint a többi, és felverekedte magát a 2. helyre.

40 Az eredmény Horváth Dezső Magyarország és a CERN HTP-2011, CERN, augusztus 19. p. 40/40