A sötét anyag és sötét energia rejtélye

Hasonló dokumentumok
Az univerzum szerkezete

Válaszok a feltett kérdésekre

2. Rész A kozmikus háttérsugárzás

Kozmológia egzakt tudomány vagy modern vallás?

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

A sötét anyag nyomában

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék április 28.

2011 Fizikai Nobel-díj

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

Galaxisfelmérések: az Univerzum térképei. Bevezetés a csillagászatba május 12.

Kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás anizotrópiája

Részecskefizika 2: kozmológia

Bevezetés a kozmológiába 1: a Világegyetem tágulása

Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C. -Mészáros Erik -Polányi Kristóf

A világegyetem elképzelt kialakulása.

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

Bevezetés a kozmológiába 1: a Világegyetem tágulása

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

Ősrobbanás: a Világ teremtése?

Bevezetés a részecske fizikába

A sötét anyag (és a sötét energia) kihívása

Kozmológiai n-test-szimulációk

Modern kozmológia. Horváth István. NKE HHK Katonai Logisztikai Intézet Természettudományi Tanszék

Nukleáris asztrofizika

Határtalan neutrínók

AZ UNIVERZUM GYORSULÓ TÁGULÁSA

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Galaxishalmazok. Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék március 17.

Bevezetés a kozmológiába 2: ősrobbanás és vidéke

A TételWiki wikiből. A Big Bang modell a kozmológia Standard modellje. Elsősorban megfigyelésekre és az általános relativitáselméletre épül.

Van-e a vákuumnak energiája? A Casimir effektus és azon túl

Az ősrobbanás elmélete

Fekete lyukak, gravitációs hullámok és az Einstein-teleszkóp

Kozmológia és vallás - a világ keletkezése: ősrobbanás és teremtés

Bevezetés a kozmológiába 2: ősrobbanás és vidéke

Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék április 28.

A tau lepton felfedezése

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

Az Univerzum szerkezete

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

Egyesített funkcionális renormálási csoport egyenlet

Hadronok, atommagok, kvarkok

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

NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja

Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

Részecskefizika kérdések

A világ keletkezése: Ősrobbanás és teremtés

Kozmológia: a világ keletkezése ősrobbanás és teremtés

Magfizika szeminárium

Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék április 28.

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

Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

A világ keletkezése: ősrobbanás és teremtés

Bevezető kozmológia az asztrofizikus szemével. Gyöngyöstarján, 2004 május

KÖSZÖNTJÜK HALLGATÓINKAT!

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

Bevezetés a kozmológiába 2: ősrobbanás és vidéke

A világegyetem szerkezete és fejlődése. Összeállította: Kiss László

A KOZMIKUS HÁTTÉRSUGÁRZÁS KUTATÁSÁNAK TÖRTÉNETE ÉS KILÁTÁSAI

Dr. Berta Miklós. Széchenyi István Egyetem. Dr. Berta Miklós: Gravitációs hullámok / 12

Bevezetés a részecskefizikába

Készítsünk fekete lyukat otthon!

NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Egzotikus részecskefizika

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

Kozmológia és vallás

BKT fázisátalakulás és a funkcionális renormálási csoport módszer

Kvantumszimulátorok. Szirmai Gergely MTA SZFKI. Graphics: Harald Ritsch / Rainer Blatt, IQOQI

Kozmikus záporok és észlelésük középiskolákban

A csillagok fénye 1. Az atomoktól a csillagokig. Dávid Gyula Az atomoktól a csillagokig dgy

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

Kozmológia: ősrobbanás és teremtés

A Lederman-Steinberger-Schwartz-f ele k et neutrn o ks erlet

KÖSZÖNTJÜK HALLGATÓINKAT!

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Megmérjük a láthatatlant

Bemutatkozik a CERN Fodor Zoltán

Rádl Attila december 11. Rádl Attila Spalláció december / 21

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Nukleáris asztrofizika

A csillagc. Szenkovits Ferenc

Részecskefizika 3: neutrínók

A világ keletkezése. Horváth Dezső.

A részecskefizika eszköztára: felfedezések és detektorok

A relativitáselmélet története

A Világ keletkezése: mese a kozmológiáról

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

Nemzetközi Csillagászati és Asztrofizikai Diákolimpia Szakkör Távcsövek és kozmológia Megoldások

Természettudományos Önképző Kör. Helyszín: Berze Nagy János Gimnázium, Kiss Lajos terem V. 25, péntek, 14:45-15:45


Magspektroszkópiai gyakorlatok

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

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Atommagok alapvető tulajdonságai

A világ keletkezése: ősrobbanás és teremtés

A FÖLD KÖRNYEZETE ÉS A NAPRENDSZER

Bevezetés a részecskefizikába

Átírás:

A sötét anyag és sötét energia rejtélye Cynolter Gábor MTA-ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport Részecskefizika Határok Nélkül 2018. november 17. ELTE TTK Cynolter Gábor Sötét anyag és energia...

A Standard Modell példátlan sikere, 3+1 kcsh Kísérletek Szimmetriák + Belső ellentmondásmentesség Leírja az összes földi nagyenergiás kísérletet Kimaradt gravitáció - közvetíti m=0 graviton (g)

Standard Modell hiányosságai Kísérleti: Neutrínó tömeg - oszcilláció, ízrezgés megoldás +ν R jobbkezes neutrínók Barion asszimetria - Miért van több anyag, mint antianyag Sötét anyag ( SM kiterjesztése) Sötét energia (?, nem részecskefiz.) Elméleti: sok(~20) és nagyon különböző paraméter, miért 3 család, töltéskvantálás ( Q e = Q p ), semleges H-atom...

Sötét Anyag (DM) kísérleti bizonyítékai 1 Gravitációs hatás látható objektumok közt Galaxis (csillag) rotációs görbék 2 Gravitációs lencsehatás 3 CMB, Kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás Anizotrópia, modell és mérés 4 Struktúrák kialakulása (BAO), fejlődése, szimulációk 5 Ősrobbanásban nukleonok kialakulása (Big Bang nukleoszintézis)

Sötét Anyag (DM) gravitációs hatásából Fritz Zwicky 1933, kellemetlen Jan Ort 1932 Galaxisok sebessége a Szűz és Kóma g. Csillagok sebessége nagyobb, mint halmazokban min. 10x a látható amit a látható galaxis indokol, anyagból számoltnál 3x tömeg galaxisok tömegének jó része számunkra halvány vagy eltakart csillagok láthatatlan anyag- DM Elfeledték jó 30 évre

Sötét Anyag galaxis rotációs görbe, Vera Rubin 1963-65 első PhD és csillagásznő a Palomar Obszervatóriumban Galaxis(ok)ban mérte csillagok sebességét, A fénylő anyagból kisebb sebesség A galaxisoknak nagy kiterjedésű udvara (halo) van A galaxisban a sötét anyag tömege 10x a világító anyagénak

Számolás a Naprendszerben Newton 1/r 2 erőtörvény 0.1 mm-től a érvényes Naprendsz. Bolygók sebessége és távolsága, számolható a Nap tömege is m v 2 r = γ mm r 2 v 2 = γm 1 r 1/r. ha M = ρ 4π 3 r 3 v r középen! A Naprendszerben nagy sűrűségek, kevés, semmi sötét anyag Mégis Zwicky óta: az Univerzum anyagának nagy része sötét

Sötét Anyag, Gravitációs lencsehatás Newton is tudta, fény elhajlik (nagy) tömeg mellett, Általános Relativitáselm. 2x, Eddington napfogy. mérés 1919 Fényesedés, pont képe-ívelt vonal(ak) Lensing smile, 2 galaxis (SDSSCGB 8842.3 and SDSSCGB 8842.4) Bullet, ágyúgolyó klaszter ütköző galaxishalmazok Rózsaszín: forró gáz, ütközésben lemaradt, Kék: DM halo lencsézésből számolva, nem ütközik

Sötét Anyag, növekvő szerep Nagyobb skálákon egyre nagyobb a gravitáló (nagyrészt DM) és a fénylő anyag aránya Nézzünk még messzebb, legmesszebb, ameddig a szem ellát! -CMB Kozmikus háttérsugárzás 3. pont és jön a sötét energia

Gyorsulva Táguló Világegyetem, Hubble törvény Objektumok sebességének és távolságának mérése Hubble, 1929, Virgo klaszterben galaxisok Univerzum tágul, lineáris törvény, v = H 0 D H 0 67 73 km s Mpc 1 (500, 100/50) redshift-sebesség összefüggés, z v c Nagyobb z-re, táv-ra is lineáris tv. luminozitás-távolság redshift távoli Standard gyertya SNIa szupernovákra Távoli SN -halványabb-messzebbgyorsuló tágulás (felfújódás) Nobel díj 2011- S.Perlmutter, B.P. Schmidt, A.G. Riess

Medig tágul a Világegyetem? Klasszikus mechanika: összenergia, mint a feldobott kő E m + V = 1 2 m i v 2 i i,j γ m im j r = E E >0 örök tágulás VE sorsa: E =0 kritikus, ρ c 5 H-atom/m 3 ρ = Ωρ c E <0 tágul majd összeomlik Tömeg energiasűrűséget kritikushoz képest mérjük Ω = Ω 1 + Ω 2 +..., Ω világito 0,4% VE sorsa Ω >1 örök tágulás Ω =1 kritikus Ω <1 tágul majd zutty Ω X =? mérhető

CMB, Kozmikus Mikrohullámú Háttérsugárzás A 380 ezer éves VE képe, plazma után rekombináció, semleges atomok létrejöttek a sugárzás átjárhatta. Tágulással hűlt 3000->3K-re Penzias és Wilson 1965 mikrohullámú antenna próba Irányfüggetlen,10 5 fluktuációk Tökéletes fekete test sugárzás Nobel díj 1978 P&W és 2006 COBE műhold kísérlet

CMB mérése műholdakkal Légkör (üvegház) zavaró hatását kiszűrni, műholdak COBE 1989-, WMAP 2001-, PLANCK (ESA) 2009-

CMB mérése műholdakkal Leggyakoribb fluktuáció 1 fokos

6 paraméterrel illeszett ΛCDM modell, egyezés Első csúcs helye Ω teljes -től függ - kritikusság Második csúcs magassága Ω b barionikus anyag aránya További biztonyítékok: VE nagyléptékű szerkezet SDSS, Teljes szimulációk sötét anyaggal CMB, háttérsugárzás (T-ingadozás) power-spektruma Az Univerzum hangja és felharmornikusai, Planck

Sötét anyag, Forró, meleg, hideg struktúraképződés A ΛCDM modell szimuláció, visszaadja az Univerzum struktúráját

Világegyetem torta receptje, összetevői, 2015- Három kozmológiai mérés, 1 = Ω = Ω Λ + Ω DM + Ω B, Ω Λ = 0.685 ± 0.013 és neutrínók 0.3 % Ω DM h 2 = 0.1197 ± 0.0022, H 0 = 67.31 ± 0.96(kmMpc 1 s 1 ) Univerzum életkora 13.8 Mrd év BAO: Rekombinációig a bar. anyagot 150 Mpc-ig hajtja a nyomáshullám és a sugárzás, mérhető galaxispárok távolságában SDSS (Sloan Digital Sky Survey)

Mi lehet a sötét energia? Λ Egy szám, konstans az Einstein egyenletben, Egyre fontosabb a táguló Univerzumban Einstein statikus Univerzum érdekében vezette be, pletykák

Mi lehet a sötét anyag (DM) MOND- Nincs: nagy skálán módosított gravitáció, nem 1/r 2,közvetlen kísérlet csak Naprendszerig, - Nukleoszintézis, szép geometriai törvények, klasszikus fluxus Barionos anyag bolygók, fehér törpék MACHO (Massive Compact Halo Object), barna, fekete törpék, neutroncsillagok, fekete lyukak (A. Riess GW után!) gázfelhők MÁS, nem barionos anyag, semleges, gyengén/nem hat kölcsön ismert részecskékkel, nagy élettartamú CDM, tudjuk, hogy hideg, COLD, nem relativisztikus a lecsatolódáskor, neutrínó hot és kevés WIMP- Weakly Interacting Massive Particles, részecskefizikusok favoritja, de még rejtőzködik Steril - Jobbkezes, nehéz neutrínók axionok, hipotetikus ultrakönnyű skalár részecskék, erős kcsh.

Sötét Anyag keresés égen-földön Ugyanaz a Feynman-gráf más irányból nézve Gyorsító - gyenge kcsh nincs nyom hiányzó energia, impulzus kisugárzott részecske Közvetlenül-Visszalökődés - rugalmas szórás atommagon mélyen a föld alatt -kizárások Közvetett szétsugárzásra utaló jelek, (éles) csúcsok a világűrből

Sötét anyag keltési korlátok gyorsítókból Közvetítő részecskék feltételezésével Csak kizárások

Sötét anyag direkt korlátok bányákból WIMP keresés, H vagy Z közvetítéssel WIMP Miracle, csoda nem él, Z és H csatolások elnyomva! H, Z bozonhoz g gyenge csatolással m =10-1000 GeV részecske jó sötét anyag jelölt volt a direkt mérések növekedése előtt Axion mev tömeggel népszerű jelölt

Indirekt keresés, űrben AMS @ISS, Alpha Magnetic Spectrometer Nki Űrállomáson Kozmikus sugárzás pontos mérése, e +, e, p, p... Sötét Anyag jelölt, nem szingnifikáns

Direkt Sötét anyag kísérlet a CERNben, SHIP Search for HIdden Particles -tervezet Rejtett, lassan bomló sötét DM részecskék keresésére SPS 400 GeV protonnyaláb rögzített céltárgy

Összefoglalás, Kitekintés Sötét Anyag létezését számos megfigyelés támasztja alá Lehet nem részecskefizikai eredetű, de MOND módosított gravitáció igazán egzotikus Sokféle összetevőből állhat, különbözik a SM részecskéitől Stabilitás - új megmaradó szimmetria, (SUSY R-paritás, de attól független), Új részecskék R=-1, ismertek R=1, csak párosan kelthető, stabil Sötét Energia (Λ) beírható egyenleteinkbe, de nem értjük, furcsa állapotegyenlet, negatív nyomásnak felel meg (tágulás)