NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Hasonló dokumentumok
Bevezetés a részecskefizikába

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

Részecskefizika kérdések

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

A tau lepton felfedezése

Bevezetés a részecske fizikába

Hadronok, atommagok, kvarkok

Részecskefizikai gyorsítók

Megmérjük a láthatatlant

Meglesz-e a Higgs-bozon az LHC-nál?

Z bozonok az LHC nehézion programjában

MEGLESZ-E A HIGGS-RÉSZECSKE A NAGY HADRONÜTKÖZTETŐVEL?

FIZIKAI NOBEL-DÍJ, Az atomoktól a csillagokig dgy Fizikai Nobel-díj 2013 a Higgs-mezôért 10

A részecskefizika eszköztára: felfedezések és detektorok

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

Magyarok a CMS-kísérletben

Határtalan neutrínók

Repetitio est mater studiorum

Részecskegyorsítókkal az Ősrobbanás nyomában

Mikrofizika egy óriási gyorsítón: a Nagy Hadron-ütköztető

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

A RÉSZECSKEFIZIKA ANYAGELMÉLETE: A STANDARD MODELL

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 23. MRF2 Kvarkok, neutrínók

Bevezetés a részecskefizikába


BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

Bemutatkozik a CERN Fodor Zoltán

Új, 125 GeV nyugalmi tömegű részecske megfigyelése

Atommagok alapvető tulajdonságai

A legkisebb részecskék a világ legnagyobb gyorsítójában

Töltött Higgs-bozon keresése az OPAL kísérletben

Bevezetés a részecskefizikába

A CERN, az LHC és a vadászat a Higgs bozon után. Genf

Theory hungarian (Hungary)

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

Részecskefizika 3: neutrínók

Egzotikus részecskefizika

Az expanziós ködkamra

Kozmikus sugárzás a laborban...?

Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II november 8.

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

Nehézion ütközések az európai Szupergyorsítóban

A részecskefizika kísérleti eszközei

Bemutatkozik a CERN. Fodor Zoltán HTP2015, Fodor Zoltán: Bemutatkozik a CERN

A Standard Modellen túl. Cynolter Gábor

Szuperszimmetrikus részecskék

Elemi részecskék, kölcsönhatások. Atommag és részecskefizika 4. előadás március 2.

Bevezetés a részecskefizikába

Bevezetés a részecskefizikába

Szuperszimmetrikus részecskék keresése a CERN-ben 1

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 24. MRF2 Kvarkok, neutrínók

ALICE : A Nagy Ion Ütköztető Kísérlet

A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

RÉSZECSKEGYORSÍTÓ CERN. Készítette: Laboda Lilla, Pokorny Orsolya, Vajda Bettina

Magyar Tanárprogram, CERN, 2010

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja

SÉTA A HIGGS RÉSZECSKE HAZÁJÁBAN

ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK

Bevezetés a részecskefizikába

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Mikrokozmosz világunk építôköveinek kutatása

RÉSZECSKÉK ÉS KÖLCSÖNHATÁSAIK (PARTICLES AND THEIR INTERACTIONS)

Az LHC kísérleteinek helyzete

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Hegedüs Árpád, MTA Wigner FK, RMI Elméleti osztály, Holografikus Kvantumtérelméleti csoport. Fizikus Vándorgyűlés Szeged,

Detektorok. Fodor Zoltán. Wigner fizikai Kutatóközpont. Hungarian Teachers Programme 2015

Bevezetés a részecskefizikába

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

EGYSZERŰ, SZÉP ÉS IGAZ

Az atomhéj (atommag körüli elektronok) fizikáját a kvantumfizika írja le teljes körűen.

egyetemi állások a relativitáselmélet általánosítása (1915) napfogyatkozás (1919) az Einstein-mítosz (1920-tól) emigráció 1935: Einstein-Podolsky-

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by OTKA MB augusztus 16. Hungarian Teacher Program, CERN 1

SÉTA A HIGGS RÉSZECSKE HAZÁJÁBAN

Neutrinódetektorok és részecske-asztrofizikai alkalmazásaik

Legújabb eredmények a részecskefizikában. I. rész

forró nyomon az ősanyag nyomában Csörgő Tamás MTA KFKI RMKI

A kvarkanyag nyomában nagyenergiás nehézion-fizikai kutatások a PHENIX kísérletben

Az LHC első éve és eredményei

Európai Nukleáris Kutatási Szervezet Európai Részecskefizikai Laboratórium. 58 év a részecskefizikai kutatásban

Hogyan fejlődik a természettudomány? *

Gyorsítók. Veszprémi Viktor Wigner Fizikai Kutatóközpont OTKA NK augusztus 12. Hungarian Teacher Program, CERN 1

Trócsányi Zoltán. Az eltőnt szimmetria nyomában - a évi fizikai Nobel-díj

Innovatív gáztöltésű részecskedetektorok

Miből áll a világunk? Honnan származik? Miért olyan, mint amilyennek látjuk?

Gyorsítók a részecskefizikában

Tanulmány 50 ÉVES A CERN. Horváth Dezsõ a fizikai tudomány doktora RMKI, Budapest és ATOMKI, Debrecen horvath@rmki.kfki.hu. Magyar Tudomány 2005/6

HORVÁTH DEZSŐ A HIGGS-BOZON

A mai nap főszereplői. Kvarkok: Közvetítő részecskék. Anyagi részecskék. Leptonok: Ők mind Bozonok (s=1) Ők mind Fermionok (s=1/2)

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Részecskefizika: megvan a Higgs-részecske?

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Detektorok. Fodor Zoltán MTA-KFKI Részecske és Magfizikai Kutató Intézete. Hungarian Teachers Programme 2010 CERN

Útban a Standard Modell felé

Indul az LHC: a kísérletek

Hadronzápor hatáskeresztmetszetek nagy pontosságú számítása

Átírás:

Korai CERN együtműködéseink a kísérleti részecskefizika terén Az EMC és L3 kísérletek NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Előzmények A 70-es évektől kezdve a CERN meghatározó szerephez jut A nagyenergiájú neutrino program elvezet a semleges áramok felfedezéséhez André Lagarrigue Felépül a világ első részecske ütköztetője, az ISR rekord energia a technológia elvezet a közbenső bozonok felfedezéséhez Carlo Rubbia és Simon Van der Meer (Nobel díj, 1984) A sokszálas proporcionális kamra feltalálása George Charpak (Nobel díj, 1992) Ha talpon akarunk maradni, szoros kapcsolatot kell kiépíteni a CERN-nel

Az első CERN kapcsolatok CERN Dubna egyezmény (1964, Fenyves Ervin) megnyitja az utat a CERN kísérletekhez Dubnán keresztül CERN scientific visitor státusz lehetővé tesz egyedi részvételt De hogyan tud egy egész magyar csoport közvetlenül a CERN-nel együttműködni? Szegő Károly ezt melegen támogatta de problémát okozott a finanszírozás Francia kollégáink segítenek Az Annecy-i Részecskefizikai Laboratórium ( Marcel Vivargent és Jean-Jacques Aubert ) kooptálja az egész csoportot több munkatársunkat 2-2 évre vendégül lát

Az EMC magyar résztvevői Fizikusok: Jancsó Gábor Nagy Elemér Tóth József Urbán László Doktoranduszok: Eszes Gábor Hidas Pál Postásy Csaba Ribarics Pál

EMC - European Muon Collaboration Célja a kvark-parton modell és kvantum színdinamika (QCD) kísérleti ellenőrzése müonok mélyen rugalmatlan szórásában tanulmányozva a keletkező hadronokat is A felvételeket a KFKI-ban gyártott automatikus (RIMA) és félautomatikus mérőberendezések segítségével értékeltük ki

A SLAC-ban felfedezett skála tulajdonság: F 2 csak az x = q2 2Mν kombinációtól függ arra utal, hogy a nukleon partonokból áll (Feynman) Az EMC előtt álló fő kérdések: 1/ Azonosak-e a partonok a Gell-Mann által posztulált kvarkokkal? 2/ Hogyan hatnak kölcsön a kvarkok?

Mindkét kérdésre sikerült választ kapni! 1/ Igen, a partonok és kvarkok azonosak, ui. a legjobban meglökött (vezető) hadron a céltárgy tulajdonságaival rendelkezik: ha a céltárgy proton (2u + d), a vezető hadron π + (u d) ha a céltárgy neutron (2d + u), a vezető hadron π (dū) 2/ Színes kvarkok színes gluonokkal hatnak kölcsön a QCD szabályai szerint: a skálázás megsérül, ahogy a QCD alapján várjuk a gluonokat is sikerült (közvetve) megfigyelni

Néhány meglepetés 1/ A nukleon spinjét nem a kvarkok hordozzák elsősorban 2/ Az EMC effektus : A nukleonok parton struktúrája az atommagban függ a nukleonok számától Erre máig sincs kielégítő elméleti magyarázat És a 10 év alatt még sok más eredmény... = Több mint 50 publikáció... = 1 tudományok doktora, 3 kandidátusi, 2 PhD cím...

Az L3 kísérlet Célja a Standard Modell (SM) nagypontosságú kísérleti igazolása elsősorban a még hiányzó részecskék kimutatása Építőkövek Leptonok: ν e e ν µ µ ν τ τ Kvarkok: u d c s t b Kérdés: van-e háromnál több család? Kölcsönhatást közvetítő bozonok W + Z + γ W, g H (Higgs bozon), ami a részecskéknek tömeget biztosít A részecskék tömegére nincsen elméleti jóslat

A CERN-ben 1989-re felépül egy minden addiginál nagyobb energiájú elektron-pozitron ütköztető: a LEP A nyalábok energiája 45 és 102 GeV között változtatható 4 kísérletnek adnak zöld utat A harmadik: L3

Az L3 vezetője Samuel C. C. Ting a c-kvark felfedezője (Nobel díj, 1976) J(c c) = e + e rendkivül éles rezonancia Ebből következik az alapfilozófia: az elektront (fotont) és müont maximális pontossággal kell mérni. Egy lehetőség például: T (t t) = µ + µ (e + e ) és T (t t) = H + γ Az alapfilozófia meghatározza a detektort: 12 12 12 m 3 csarnok 0.5 T homogén mágneses térrel teĺıtve a müonok trajektóriáját 6 m-en keresztül 20µm pontossággal mérni az elektronokat (fotonokat) minimális térfogatban mérni 11 ezer 30 cm hosszúságú (Ø 7 cm 2 ) BGO egykristály

A magyar csoport magja az EMC csoport, de már mint önálló Budapest csoport név alatt szerepel Elsősorban szürke állománnyal járulunk a kísérlethez: software fejlesztés adatkiértékelés fizikai anaĺızis

Az L3 együttműködés legfontosabb eredményei 1/ A SM minden, közvetve vagy közvetlenül, ezreléknyi pontossággal mért paramétere összhangban van az elmélettel, többek között a leptonok és kvarkok csatolása a közbenső bozonokhoz: 2/ Kimutattuk a közbenső bozonok öncsatolását (γw + W ) 3/ Pontos értéket adtunk meg a közbenső bozonok tömegére (M Z, M W ) és élettartamára (Γ W, Γ Z ) 4/ Ez utóbbi értékből kikövetkeztethető, hogy a 45 GeV-nél kisebb tömegű neutrinok száma 3: = ez a ν τ közvetett kimutatása = csak 3 részecske család létezik 5/ Semmi olyan jelenséget nem észleltünk, (pl. szuperszimmetria) ami ne lenne teljes összhangban a Standard Modellel

Bár nagy tömegük miatt sem a t-kvarkot sem a Higgs bozont nem tudtuk kimutatni, elsősorban a LEP adatok alapján meg tudjuk jósolni tömegüket: m t 175 GeV 114 < m H < 250 GeV (95% valószínűséggel) A t-kvarkot a Tevatronon (Fermilab, Batávia, 1,8 TeV p p ütköztető) 1995-ben valóban meg is találták 178 GeV tömeggel A ν τ -t szintén kimutatták 2000-ben a Fermilabban A Higgs után a hajsza még tart...

Összefoglalva Az EMC és L3 kísérletek nagymértékben hozzájárultak a Standard Modell kísérleti igazolásához Egy nehéz periódusban lehetőséget adtak magyar kutatóknak magas színvonalú részecske fizikai kutatásokra A következő generációnak azt a fontos kérdést hagyták örökségül: Van-e élet a Standard Modell világán túl is? És ha igen, milyen az? Válasz (talán) 5-10 éven belül várható