A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei

Átírás

1 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 1 A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei Magyar Tudományos Akadémia, nov. 19. Horváth Dezső horvath@rmki.kfki.hu MTA KFKI Részecske és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest és ATOMKI, Debrecen

2 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 2 LHC és kísérletei Minek az a nagy energia? A rejtélyes Higgs-bozon A nagy hadron-ütköztető (Large Hadron Collider) A Compact Muon Solenoid (CMS) kísérlet Az ALICE és ATLAS kísérlet szeptember 10: átütő siker szeptember 19: héliumszivárgás Hogyan tovább? Jéki László: Indul a legnagyobb részecskegyorsító 10-részes cikksorozat az LHC-ról:

3 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 3 Előszó A (részecske)fizika egzakt tudomány: Pontos matematikai formalizmuson alapszik. Elmélet érvényes, ha kiszámítható, és eredmény egyezik kísérlettel. Az igazi fogalmak mérhető mennyiségek, a szavak csak mankók. Szavak pontos matematika és kísérleti tapasztalat

4 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 4 A mikrovilág vizsgálata: nagy energia Energia: 1 ev = kinetikus energia (e, U = 1 V) 1 kev = 10 3 ev; 1 MeV = 10 6 ev; 1 GeV = 10 9 ev; 1 TeV = ev Tárgy méret, m energia kicsi baktérium λ(fény) ev atom kev atommag GeV elektron TeV Nagyobb energia kisebb hullámhossz mélyebb szerkezet

5 A Standard Modell állatkertje Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 5

6 Az LHC időgép (?) Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 6

7 A CERN és környéke Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 7

8 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 8 Az LHC eltérítő-mágnesei 1232 szupravezető mágnes (beszerelés előtt) (L = 15 m, M = 35 t, T = 1.9 K, B = 8.3 T)

9 z LHC eltérítő-mágnese: keresztmetszet Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 9

10 Az LHC mágnesei összeszerelve Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 10

11 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 11 Az LHC CMS detektora tonnás digitális kamera: 100 M pixel, 40 M kép/mp, 1000 GB/mp adat Tárolás: 100 kép/mp szűrés!!

12 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 12 Az LHC CMS detektora (Compact Muon Solenoid) Súly: tonna, kétszer annyi vas, mint Eiffel toronyban 2500 résztvevő a világ 35 országából A világ legnagyobb (szupravezető) szolenoidja: belső átmérője 6 m, mágneses tere 4 Tesla Detektorépítésben magyar részvétel: Müondetektorok pozicionáló rendszere: DE Kisérleti Fizikai Int. és ATOMKI Előreszórt részecskék észlelése: (Hadron Forward calorimeter, HF) Készült USA-RU-TR-HU együttműködésben: RMKI, Budapest Az első leeresztett CMS-detektorrész: nov. 11. Adatkezelés: LHC Computing Grid LCG-állomás RMKI: BUDAPEST

13 Munka a müonkamrákon Béni Noémi és Szillási Zoltán (Debrecen) Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 13

14 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 14 HF: kvarcszálak acélban Minden CERN-es magyar fűzte Szálkalibráció kész darabon

15 A CMS mágnese Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 15

16 A CMS egyik szelete Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 16

17 A CMS belső része Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 17

18 A CMS lezáró sapkája Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 18

19 LICE: A Large Ion Collider Experiment Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 19

20 ATLAS: mágnesek Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 20

21 Az LHC Grid-hálózata A CMS-kísérlet fő Grid-állomásai Magyar Tier-2: RMKI, ELTE, BME (320, 40 és 14 CPU a CMS és ALICE kísérlet számára) Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 21

22 Az LHC működési elve Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 22

23 Az LHC vezérlőterme, Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 23

24 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p : protonok körbemennek!! 09:35 10:15 10:17 10:25

25 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 25 elkészülés a gyorsító-üzemmódra: a hiba A dipólmágnesek áramának fokozatos növelése (kb A-re) szektoronként történt. A 8 szektorból 7 áramát sikeresen felhozták Szept. 19: A 8.-nál kiolvadt egy forrasztás két mágnes között. Sokezer volt, ív, lyuk a hűtőrendszer csövén, több tonna szuperfolyékony hélium lökésszerűen kifúj, kilökve a helyéről több 35-tonnás mágnest. Mintegy 20 mágnest javítás céljából a felszínre kell hozni: a felmelegítés nagyon lassú, hetekig tart. A 48 tartalék mágnesből pótolják öket, de a cserére is legalább két hónap kell. Idén ugyan az LHC nem fog működni, de jövőre a tervezettnél korábban (június helyett talán már májusban) el fogjuk indítani.

26 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 26 Veszélyeztetjük-e a Naprendszert? Galaxisok magjában fekete lyukak black hole, BH: M BH > 3 naptömeg, R BH pár km Bizonyos elméleti modellek szerint nagyenergiájú p-p ütközésben keletkezhetnek mikroszkópikus fekete lyukak. Kis tömegüek, azonnal elpárolognak. A kozmikus sugarak milliárdszor nagyobb energiával bombázzák a légkört, Holdat, bolygókat évmilliárdok óta, de nem keletkezett nagy fekete lyuk. Az LHC-ben sem valószínű, de meglátjuk??? YouTube animáció

27 Rengetegféle modell van Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 27

28 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 28 Konklúzió helyett "Van egy elmélet, miszerint, ha egyszer kiderülne, hogy mi is valójában az Univerzum, és mit keres itt egyáltalán, akkor azon nyomban megszűnne létezni, és valami más, még bizarrabb, még megmagyarázhatatlanabb dolog foglalná el a helyét" "Van egy másik elmélet, amely szerint ez már be is következett" Douglas Adams: Vendéglő a világ végén (Nagy Sándor fordítása)

29 Köszönöm a figyelmet Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 29

30 Horváth Dezső: A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei MTA, nov. 19. p. 30 Köszönetnyilvánítás Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal OTKA T042864, T és NK67974 EU FP6 MC-ToK és III Megértő együttműködő partnereink