Határtalan neutrínók

Hasonló dokumentumok
Hogyan tegyük láthatóvá a láthatatlant?

Neutrínók interferenciája

Neutrínó oszcilláció kísérletek

A tau lepton felfedezése

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

NEUTRÍNÓK INTERFERENCIÁJA

Bevezetés a részecske fizikába

Bevezetés a részecskefizikába

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

Részecskefizika 3: neutrínók

Részecskefizika kérdések

Neutrinódetektorok és részecske-asztrofizikai alkalmazásaik

Az expanziós ködkamra

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

Bevezetés a részecskefizikába

Megmérjük a láthatatlant

Repetitio est mater studiorum

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Neutrínótömeg: a részecskefizika megoldatlan rejtélye

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

fizikai szemle 2016/6

Neutrínótömeg: mérjük meg!

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

KVANTUMJELENSÉGEK KOZMIKUS MÉRETEKBEN: A ÉVI FIZIKAI NOBEL-DÍJ ÉS HÁTTERE Király Péter MTA Wigner Kutatóközpont RMI

Töltött Higgs-bozon keresése az OPAL kísérletben

Bevezetés a részecskefizikába

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

Magfizika szeminárium

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

Theory hungarian (Hungary)

Bevezetés a részecskefizikába

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

A részecskefizika eszköztára: felfedezések és detektorok

A NEUTRÍNÓ ÚJABB MEGLEPETÉSE

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

NEUTRÍNÓ DETEKTOROK. A SzUPER -KAMIOKANDE példája

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

István Manno. April 13, 2011

Magyarok a CMS-kísérletben

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Részecskefizika I: a standard modell

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

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Bevezetés a részecskefizikába

Z bozonok az LHC nehézion programjában

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Hadronok, atommagok, kvarkok

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

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

A Gólem. Hová lettek a napneutrínók? A Gólem BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Az ismert elemi részecskék legtünékenyebb

Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II november 8.

Radioaktivitás és mikrorészecskék felfedezése

NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

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

Detektorok. Siklér Ferenc MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet Budapest

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA 3.

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

Részecskefizikai problémák: Higgs-bozon, antianyag, neutrínók

Részecske azonosítás kísérleti módszerei

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Legújabb eredmények a részecskefizikában. I. rész

Mikrofizika egy óriási gyorsítón: a Nagy Hadron-ütköztető

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Részecskék osztályozása, kölcsönhatások, Standard Modell?

Részecskefizikai gyorsítók

Részecskegyorsítókkal az Ősrobbanás nyomában

Útban a Standard Modell felé

Egzotikus részecskefizika

Részecskefizika. Ujvári Balázs Debreceni Egyetem, Fizika Intézet HTP2017

Mese a Standard Modellről 2*2 órában, 1. rész

25. évfolyam 3. szám. Fizika InfoRmatika Kémia Alapok. Kiadó. Levélcím Cluj, C. P. 1/140. Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság

Részecskefizika. Ujvári Balázs HTP2016

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

A sugárzások és az anyag fizikai kölcsönhatásai

Új, 125 GeV nyugalmi tömegű részecske megfigyelése

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

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

MEGLESZ-E A HIGGS-RÉSZECSKE A NAGY HADRONÜTKÖZTETŐVEL?

Hogyan mérünk neutrínó-sebességet?

Az atombomba története

Nehézion ütközések az európai Szupergyorsítóban


Úton a kvarkok felé. Atommag- és részecskefizika 3. előadás március 1.

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

Wolfgang Ernst Pauli életútja. Gáti József

Borexino: Egy napneutrínó-kisérlet

F1404 ATOMMAG- és RÉSZECSKEFIZIKA

Meglesz-e a Higgs-bozon az LHC-nál?

Mikrostruktúrás gáztöltésű detektorok vizsgálata. Szakdolgozat

A legkisebb részecskék a világ legnagyobb gyorsítójában

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

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

HORVÁTH DEZSŐ A HIGGS-BOZON

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Magyar Tanárprogram, CERN, 2010

Átírás:

Határtalan neutrínók Trócsányi Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem és MTA-DE Részecskefizikai Kutatócsoport HTP utótalálkozó Budapest 218. december 8

Mottó A tudománynak azonban, hogy el ne satnyuljon, nem szabad gyakorlati célokat szem előtt tartani. Albert Einstein Az életnek azonban, hogy el ne satnyuljon, nem szabad gyakorlati célokat szem előtt tartani. TZ 2

Wolfgang Pauli jóslata béta-bomlásban látszik: n () p (+1) + e ( 1) energia lendület perdület megmaradása megköveteli egy további részecske keletkezését n () p (+1) +e ( 1) +anti-ν e () Wolfgang Pauli (19-1958) a Pauli kizárási elv felfedezéséért Marx György: a leptonszám megmarad

Csikai-Szalay kísérlet (1956) n () p (+1) + e ( 1) + anti-νe () elemi szinten: d ( 1/3) u (+2/3) + e ( 1) + anti-νe ()

Csikai-Szalay kísérlet (1956) ma az Atomki az Európai Fizikai Társulat történelmi emlékhelye

Elemi részecskék és kölcsönhatásaik Az anyagi részecskék három családja (fermionok) I II III tömeg töltés spin név 2,3 MeV/c 2 ⅔ ½ u u-kvark 1,27 GeV/c 2 ⅔ ½ c c-kvark 173 GeV/c 2 ⅔ ½ t t-kvark 1 foton γ 125 GeV/c 2 H Higgsbozon Kvarkok 4,8 MeV/c 2 d d-kvark -⅓ ½ 95 MeV/c 2 s s-kvark -⅓ ½ 4,2 GeV/c 2 b b-kvark -⅓ ½ 1 g gluon neutrínó ízek Leptonok <2,2 ev/c 2 ν ½ e ν ½ µ,511 MeV/c 2 e -1 elektron <,17 MeV/c 2 elektronneutrínó müonneutrínó 15,7 MeV/c 2 µ ½ ½ <15,5 MeV/c 2 ½ ν τ tauneutrínó 1,777 GeV/c 2-1 -1 ½ τ müon tau 91,2 GeV/c 2 Z 1 Z-bozon 8,4 GeV/c 2 ± 1 1 W ± W-bozon Bozonok (kölcsönhatások)

Neutrínó-anyag kölcsönhatás a neutrínók csak a radioaktivitásért felelős gyenge erőt érzik: százezer neutrínó közül csak egy akad fenn a Földön (1274 km), a többi áthalad 12,74 m-en a fennakadás valószínűsége 1-11, tehát 1 12 neutrínónak kell a detektoron áthaladni ahhoz, hogy néhány ütközzön a detektor anyagával reaktor közelében van ilyen sok neutrínó: anti-νe () + p (+1) n () + e (+1) e + + e - 2γ n+cd Cd*+γ

Neutrínók észlelése Detektoraink az elektromos erőt érző, vagy a nehéz részecskéket észlelik β-bomlás elemi szinten: d ( 1/3) u (+2/3) + e ( 1) + anti-νe () megfordítva, elemi szinten: észlelt részecskék szintjén: töltéscserével (töltött áram kölcsönhatás): νe () +d (-1/3) u (+2/3) + e ( 1) νe () +d p (+1) + p (+1) + e ( 1) anti-νe () +u (+2/3) d (-1/3) + e (+1) anti-νe () +p (+1) n () + e (+1) νµ () +d (-1/3) u (+2/3) + µ ( 1) ν μ () +d p (+1) + p (+1) + μ ( 1) töltéscsere nélkül (semleges áram kölcsönhatás): νx () +d (-1/3) /u (+2/3) d (-1/3) /u (+2/3) + νx () νx () +d p + n + νx ()

Reines-Cowan kísérlet (1956) Savannah riveri atomreaktor közelében CdCl2 oldattal töltött tartály: hatáskeresztmetszet: mért: 6,3 1 48 m 2 számolt: 6 1 48 m 2

A 1995. évi fizikai Nobel díj Frederick Reines (1918-1998) a neutrínó létezésének közvetlen kimutatásáért

Davis kísérlete (1968-1993) Homestake aranybányában (148m felszín alatt) 615 t perklóretilénnel töltött tartály: Eseményszám egysége: 1 SNU = 1 esemény/1 36 Cl mag/sec eseményszám: mért: 2,56 ±,23 SNU (17 Ar/7 nap) becsült: 8,2 ± 1,8 SNU Nap-neutrínó rejtély

A 22. évi fizikai Nobel díj Raymond Davis Jr. Masatoshi Koshiba (1914-26) (1926-) a kozmikus eredetű neutrínók észleléséért

Cserenkov-sugárzás Cserenkov-fény hullámfront

Kamiokande-II detektor Discovery of of neutrino neutrino oscillations oscillations Discovery A nagy PM csövek alkamasak elektron és müon által keltett Cserenkov-kúp megkülönböztetésére: megerősítette a Napneutrínó hiányt Discovery of neutrino oscillations 1621 1621 Super-Kamiokande Super-Kamiokande Run 33 33 Event Event 28742 28742 Run 96-1-21:1:5:45 96-1-21:1:5:45 Inner: 24 24 hits, hits, 4749 4749 pe pe Inner: Outer: 22 hits, hits, 11 pe pe (in-time) (in-time) Outer: Trigger ID: ID: x3 x3 Trigger wall: 1243. 1243. cm cm DD wall: FC e-like, e-like, pp == 571. 571. MeV/c MeV/c FC elektronneutrínó elektronzápor Time(ns) Time(ns) 95 << 95 95-955 955 9595596 955-96 96-965 965 9696597 965-97 97-975 975 97975-98 98 97598985 98-985 985-99 99 98599995 99-995 995-1 995-1 1-15 1-15 15-11 15-11 11-115 11-115 115-12 115-12 >12 >12 1615 76 76 elektron 68 68 456 456 34 34 152 152 5 5 1 1 15 15 2 2 Times Times (ns) (ns) Super-Kamiokande Super-Kamiokande Run 311 Event 2195 Run 311 Event 2195 müonneutrínó 96-1-24:7:44:11 96-1-24:7:44:11 Inner: 811 hits, 2338 pe Inner: 811 hits, 2338 pe Outer: hits, pe (in-time) Outer: hits, pe (in-time) Trigger ID: x3 Trigger ID: x3 D wall: 913.7 cm D wall: 913.7 cm FC mu-like, p = 466.4 MeV/c FC mu-like, p = 466.4 MeV/c müon Time(ns) Time(ns) < 972 < 972 972-976 972976 976-98 97698-98 984 98984-984 988 984988-988 992 988992-992 996 992996 996-1 996-1 1-14 1-14 14-18 14-18 18-112 18-112 112-116 112-116 116-12 116-12 12-124 12-124 124-128 124-128 >128 >128 21 21 168 168 126 126 müon 84 84 42 42 5 5 1 1 Times (ns) Times (ns) 15 15 2 2

Légköri neutrínók rejtélye kozmikus részecske νμ + anti-νμ νe + anti-νe = 2 adat elmélet elektron események 93, ± 9, 6 88,5 müon események 85, 2 ± 9, 2 144,

A rejtélyek magyarázata az ízrezgés a neutrínók repülésük közben egymásba alakulnak 1% n m kis távolságon nincs átalakulás a Föld átmérõje nagy távolságon 5%-os eséllyel átalakul a neutrínó x m 5% n / 5% n q = 45 Dm = (,1 ev/ c ) E = 2 GeV n 2 2 2 θ = 45 1% n x 1 1 1 2 1 3 1 4 neutrínó repülési úthossza (km)

A 215. évi fizikai Nobel díj Takaaki Kajita Arthur B. McDonald a neutrínó-ízrezgés felfedezéséért, ami bizonyítja, hogy a neutrínóknak van tömegük

vége