Antianyag-vizsgálatok a CERN-ben

Hasonló dokumentumok
Mikrokozmosz - makrokozmosz: hova lett az antianyag?

A évi fizikai Nobel-díj

Milyen nehéz az antiproton?

Részecskefizika és az LHC: Válasz a kérdésekre

ANTIANYAG-VIZSGÁLATOK A CERN-BEN

Mikrokozmosz - makrokozmosz: hova lett az antianyag?

Mikrokozmosz - makrokozmosz: hova lett az antianyag?

NEUTRÍNÓ DETEKTOROK. A SzUPER -KAMIOKANDE példája

A HÉLIUM AUTOIONIZÁCIÓS ÁLLAPOTAI KÖZÖTTI INTERFERENCIA (e,2e) KÍSÉRLETI VIZSGÁLATA

Mikrokozmosz - makrokozmosz: hova lett az antianyag?

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

ANYAG ÉS ANTIANYAG (AVAGY ANGYALOK ÉS DÉMONOK?) egy hollywoodi film aláfestése

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

Szimmetriák és sértésük a részecskék világában

Vázlat. Bevezetés szimmetriák. Paritás (P) Kombinált töltés- és tértükrözés (CP) Ősrobbanás, CKM-mátrix, B-gyárak. Szimmetriák és sérülésük

Mérlegen az antianyag

Construction of a cube given with its centre and a sideline

PÁZMÁNY PÉTER CATHOLIC UNIVERSITY Consortium members SEMMELWEIS UNIVERSITY, DIALOG CAMPUS PUBLISHER

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

Spin Hall effect. Egy kis spintronika Spin-pálya kölcsönhatás. Miért szeretjük mégis? A spin-injektálás buktatói

RÉSZECSKÉK ÉS KÖLCSÖNHATÁSAIK (PARTICLES AND THEIR INTERACTIONS)

A rosszindulatú daganatos halálozás változása 1975 és 2001 között Magyarországon

Supporting Information

AZ ATOMFIZIKÁTÓL A NAGYENERGIÁS FIZIKÁIG

Correlation & Linear Regression in SPSS

FAMILY STRUCTURES THROUGH THE LIFE CYCLE

Antiprotonok a CERN-ben

Genome 373: Hidden Markov Models I. Doug Fowler

már mindenben úgy kell eljárnunk, mint bármilyen viaszveszejtéses öntés esetén. A kapott öntvény kidolgozásánál még mindig van lehetőségünk

Képrekonstrukció 2. előadás

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

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

PETER PAZMANY CATHOLIC UNIVERSITY Consortium members SEMMELWEIS UNIVERSITY, DIALOG CAMPUS PUBLISHER

Smaller Pleasures. Apróbb örömök. Keleti lakk tárgyak Répás János Sándor mûhelyébõl Lacquerware from the workshop of Répás János Sándor

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

Eddigi pályám során kutatásaimat a következő területeken végeztem:

bab.la Cümle Kalıpları: İş Sipariş İngilizce-Macarca

bab.la Cümle Kalıpları: İş Sipariş Macarca-İngilizce

Using the CW-Net in a user defined IP network

Részecskefizikai újdonságok a CERN-ben

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

On The Number Of Slim Semimodular Lattices

GÉPI HANG ÉRTÉSE. A hanganyag írott változata:

Alapvető szimmetriák kísérleti vizsgálata

± ± ± ƒ ± ± ± ± ± ± ± ƒ. ± ± ƒ ± ± ± ± ƒ. ± ± ± ± ƒ

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Hypothesis Testing. Petra Petrovics.

Újraszabni Európa egészségügyét II. rész

Utasítások. Üzembe helyezés

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Bevezetés a részecskefizikába

Részecskefizikai gyorsítók

Alapvető szimmetriák kísérleti vizsgálata

Alapvető szimmetriák vizsgálata antiprotonokkal

Magfizika szeminárium

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

Mapping Sequencing Reads to a Reference Genome

Ensemble Kalman Filters Part 1: The basics

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

ANGOL NYELVI SZINTFELMÉRŐ 2013 A CSOPORT. on of for from in by with up to at

NYOMÁSOS ÖNTÉS KÖZBEN ÉBREDŐ NYOMÁSVISZONYOK MÉRÉTECHNOLÓGIAI TERVEZÉSE DEVELOPMENT OF CAVITY PRESSURE MEASUREMENT FOR HIGH PRESURE DIE CASTING

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

A TÓGAZDASÁGI HALTERMELÉS SZERKEZETÉNEK ELEMZÉSE. SZATHMÁRI LÁSZLÓ d r.- TENK ANTAL dr. ÖSSZEFOGLALÁS

OPAL, ASACUSA, LCG. Horváth Dezső RMKI, Budapest és ATOMKI, Debrecen

(Asking for permission) (-hatok/-hetek?; Szabad ni? Lehet ni?) Az engedélykérés kifejezésére a következő segédigéket használhatjuk: vagy vagy vagy

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

Előszó.2. Starter exercises. 3. Exercises for kids.. 9. Our comic...17

Antianyag a Föld környezetében

Angol Középfokú Nyelvvizsgázók Bibliája: Nyelvtani összefoglalás, 30 kidolgozott szóbeli tétel, esszé és minta levelek + rendhagyó igék jelentéssel

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet Nonparametric Tests

Szimmetriák és sértésük a részecskék világában a paritássértés 50 éve 1

AZ ERDÕ NÖVEKEDÉSÉNEK VIZSGÁLATA TÉRINFORMATIKAI ÉS FOTOGRAMMETRIAI MÓDSZEREKKEL KARSZTOS MINTATERÜLETEN

Hogyan lehet ezzel a fényképpel Nobel-díjat nyerni?

Az expanziós ködkamra

Alapvető szimmetriák kísérleti vizsgálata a CERN ben

Performance Modeling of Intelligent Car Parking Systems

A magkémia alapjai. Kinetika. Nagy Sándor ELTE, Kémiai Intézet

Statistical Inference

Phenotype. Genotype. It is like any other experiment! What is a bioinformatics experiment? Remember the Goal. Infectious Disease Paradigm

SZEZONÁLIS LÉGKÖRI AEROSZOL SZÉNIZOTÓP ÖSSZETÉTEL VÁLTOZÁSOK DEBRECENBEN

(NGB_TA024_1) MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV

Vasúti kocsik vázszerkezetének a felhasználhatósága kisebb nyílások áthidalására helyi érdek8 közúti utakon

Create & validate a signature

SAJTÓKÖZLEMÉNY Budapest július 13.

ANGOL NYELV KÖZÉPSZINT SZÓBELI VIZSGA I. VIZSGÁZTATÓI PÉLDÁNY

Egyrétegű tömörfalapok ragasztási szilárdságának vizsgálata kisméretű próbatesteken

Anyagmérnöki Tudományok, 37. kötet, 1. szám (2012), pp

Dynamic freefly DIVE POOL LINES

Hadronok, atommagok, kvarkok

Can/be able to. Using Can in Present, Past, and Future. A Can jelen, múlt és jövő idejű használata

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Gamma-kamera SPECT PET

A mikrovilág szimmetriái: CERN-kísérletek DE Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma

UNIVERSITY OF PUBLIC SERVICE Doctoral School of Military Sciences. AUTHOR S SUMMARY (Thesis) Balázs Laufer

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

FÖLDRAJZ ANGOL NYELVEN

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Correlation & Linear. Petra Petrovics.

Teszt topológia E1/1 E1/0 SW1 E1/0 E1/0 SW3 SW2. Kuris Ferenc - [HUN] Cisco Blog -

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

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

Rezgésdiagnosztika. Diagnosztika

Átírás:

Antianyag-vizsgálatok a CERN-ben 2018.11.13 1/22

Matematikai felfedezés Paul Dirac bukkant rá 1928-ban. Relativisztikus sebességeknél a teljes energia: E = m 2 c 4 + p 2 c 2 p = i h, E = i h t Klein Gordon-egyenlet: ( 2 1 2 ) c 2 t 2 Φ = m2 c 2 h 2 Φ 2/22

Dirac-egyenlet: [ ] [ ] mc 2 cσp Φ+ i hγ µ µ ψ = mcψ ] [ Φ+ cσp -mc 2 Φ = i h t Φ 3/22

Dirac: "...a new kind of particle, unknown to experimental physics, having the same mass and opposite charge to an electron..." Carl Anderson kimutatta kozmikus sugárzásban a pozitront 1932-ben. Figure 1: Pozitron felfedezése 4/22

Antirészecske és részecske egyesülése 5/22

Negatív tömeg = antigravitáció? az anyag és antianyag szimmetriája nem zár ki lehetséges különbséget a gravitációban anyagunk tömege túlnyomórészt energia gravitációs lencsehajlás ha az elemi részecskékre és az antirészecskékre másképpen hatna a közönséges anyag gravitációs hatása, azt is nehéz volna kimutatni a közönséges energia gravitációs hatása mögött 6/22

az általános relativitáselméletet eddig minden kísérleti adat szigorúan igazolja, márpedig azokban az egyenletekben nincs olyan tag, amely elõjelet váltana részecske és antirészecske között. ajánlottak ilyen matematikai leírásokat, de azok megbuktak a kísérleti adatokon, az elõjelváltó tagok észlelhetetlenül kicsik elektron pozitron gravitációs mozgásának összehasonlítása 7/22

antianyag-hiány mégsem teljesen egyformák? Figure 2: A CERN "antianyaggyára" Antiproton Decelerator, ELENA (Extra Low ENergy Antiproton) 8/22

AD proton beam fired into a block of metal secondary particles these antiprotons have too much energy to be useful for making antiatoms. they also have different energies and move randomly in all directions produces antiproton beams and sends them to the different experiments. The AD is a ring composed of bending and focussing magnets that keep the antiprotons on the same track, while strong electric fields slow them down to around a tenth of the speed of light. 9/22

AD provides bunches of 3 10 7 antiprotons, of which 6 10 4 are dynamically trapped. Cooling, elektronok eltávolítása 1.5 10 4 Currently the AD serves several experiments that are studying antimatter and its properties: ALPHA, ASACUSA, ATRAP and BASE. Two other experiments, AEGIS and GBAR, are preparing to study the effects of gravity on antimatter. Eddig minden eredmény megerősíti az egyenértékűséget. Néhány éven belül egy újabb, a németországi Darmstadtban épülõ FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) megindulása várható. 10/22

ELENA ELENA is a new deceleration ring that will soon be commissioned. Coupled with the AD, this synchrotron, with a circumference of 30 metres, will slow the antiprotons even more, reducing their energy by a factor of 50, from 5.3 MeV to just 0.1 MeV. The number of antiprotons that can be trapped will be increased by a factor of 10 to 100, improving the efficiency of the experiments and paving the way for new experiments. 11/22

Kísérletek a CERN-ben anyag-antianyag egyenértékûség legérzékenyebb ellenõrzésére az antihidrogén-atom két fotonnal bomló 2S 1S átmenete nyújt lehetőséget, a 2S metastabil állapot hosszú élettartama miatt (1/8 s) The CPT symmetry of QED requires that the gross structure, fine structure and Lamb shifts, and the hyperfine structures in hydrogen and antihydrogen are identical 12/22

Figure 3: Hidrogén ás antihidrogén energiaszintjei 13/22

ALPHA 2011, 300 trapped antihydrogen atoms for 1000s, long enough to be able to study their properties in detail The ALPHA antihydrogen trap is comprised of the superposition of a Penning trap for antihydrogen production and a magnetic field configuration that has a three-dimensional minimum in magnitude. 14/22

meghatározták a tárolt antihidrogén-atomok töltésének semlegességét, és azzal korlátozták a lehetséges eltérést a proton és antiproton töltése között az antihidrogén-atomok gravitációs süllyedésébõl behatárolták a lehetséges különbséget a proton és antiproton gravitációs tömege között "Our results set statistical bounds on the value of F M g M, the ratio of the gravitational mass M g to the inertial mass M of antihydrogen. (M is assumed numerically equal to the mass of hydrogen.) In the absence of systematic errors, we find that F must be <75" 15/22

spektroszkópiai észlelés: we trapped antihydrogen atoms in our magnetic trap and illuminated them with laser light. We tuned the light so that it was positioned in a number of different places relative to the calculated resonance with the 1S-2S transition in hydrogen. If the light excites the antiatoms to the 2S state it has a good probability for getting photoionised by subsequent photons and thus be lost from the trap. By repeating the experiment for a number of different frequencies we could map out the resonance position of the transition and it s shape. 16/22

ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) hyperfine structure for testing CPT sym antiprotonic helium by replacing one of the electrons with an antiproton antiproton electron mass ratio CPT 17/22

AEGIS (Antihydrogen Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) áltrel g = ḡ extensions of the standard model which attempt to quantize gravity g = ḡ antihidrogén-nyalábot röptetnek résrendszereken át és a gravitáció hatására történõ süllyedést mérik 18/22

Figure 4: Antihydrogen atoms annihilating on the detector surface generate a periodic pattern. A shift of the pattern is caused by the vertical gravitational force 19/22

BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) ( q m ) p ( q m ) 1 = (1 ± 69)10 12 p mágneses momentum µ p = 2.7928473441(42)µ N µ p = 2.792847350(9)µ N grav állandó 20/22

GBAR (Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest ) Az antiprotonhoz két pozitront kötõ H + iont az abszolút zérus hõmérséklethez egészen közel hûtenének, majd az egyik pozitront eltávolítva mérnék a gravitációs süllyedését. From a 20 cm height the time of fall is 200 milliseconds (assuming g = ḡ). Figure 5 21/22

Források Horváth Dezső: Antianyag-vizsgálatok a CERN-ben - Fizikai szemle A CERN kísérletek hivatalos honlapjai 22/22