Extra Térid Dimenziók

Hasonló dokumentumok
Bevezetés a részecskefizikába

Bevezetés a részecske fizikába

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

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

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

Hadronok, atommagok, kvarkok

A Standard Modellen túl

Részecskefizika kérdések

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

Repetitio est mater studiorum

Részecskefizikai gyorsítók

Határtalan neutrínók

Egzotikus részecskefizika

Elméleti zika 2. Klasszikus elektrodinamika. Bántay Péter. ELTE, Elméleti Fizika tanszék

A Standard Modellen túl. Cynolter Gábor

Töltött Higgs-bozon keresése az OPAL kísérletben

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


Megmérjük a láthatatlant

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

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

Részecskefizika és az LHC: Válasz a kérdésekre

A tau lepton felfedezése

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

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

Bevezetés a részecskefizikába

Fizikaverseny, Döntő, Elméleti forduló február 8.

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

Legújabb eredmények a részecskefizikában. I. rész

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

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

A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei

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

A legkisebb részecskék a világ legnagyobb gyorsítójában

NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Holográfia a részecskefizikában

Atommodellek. Az atom szerkezete. Atommodellek. Atommodellek. Atommodellek, A Rutherford-kísérlet. Atommodellek

Theory hungarian (Hungary)

Mi az, amit értünk az elemi részecskék világában, és mi az, amit nem? Nógrádi Dániel. Atomoktól a csillagokig 2016 ELTE

Fekete lyukak, gravitációs hullámok és az Einstein-teleszkóp

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Quo vadis, theoria chordarum? A húrelmélet státusza és perspektívái

Pósfay Péter. arxiv: [hep-th] Eur. Phys. J. C (2015) 75: 2 PoS(EPS-HEP2015)369

Bevezetés a részecskefizikába

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA 3.

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Mikrofizika egy óriási gyorsítón: a Nagy Hadron-ütköztető

A Higgs-bozon felfedezése: Nobel-díjas kaland

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Az expanziós ködkamra

A sötét anyag és sötét energia rejtélye

Mágneses monopólusok?

Bevezetés a részecskefizikába

Magfizika szeminárium

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

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

Z bozonok az LHC nehézion programjában

Bevezetés a részecskefizikába

Bevezetés a részecskefizikába

Atomok és molekulák elektronszerkezete

Bevezetés a részecskefizikába

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Kvantummechanika. - dióhéjban - Kasza Gábor július 5. - Berze TÖK

Bemutatkozik a CERN Fodor Zoltán

Elektrodinamika. Maxwell egyenletek: Kontinuitási egyenlet: div n v =0. div E =4 div B =0. rot E = rot B=

Az elektromágneses hullámok

Készítsünk fekete lyukat otthon!

Óriási gyorsítók és pirinyó részecskék: az LHC első két éve

Részecskefizika 3: neutrínók

Az LHC kísérleteinek helyzete

Azonos és egymással nem kölcsönható részecskékből álló kvantumos rendszer makrókanónikus sokaságban.

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

Magyarok a CMS-kísérletben

Óriási gyorsítók és pirinyó részecskék: az LHC indulása

A részecskefizika kísérleti eszközei

Az optika tudományterületei

Indul az LHC: a kísérletek

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

További olvasnivaló a kiadó kínálatából: HRASKÓ PÉTER: Relativitáselmélet FREI ZSOLT PATKÓS ANDRÁS: Inflációs kozmológia E. SZABÓ LÁSZLÓ: A nyitott

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

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

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

A kvantumfolyadékok csodái a szuperfolyékony hélium Sasvári László ELTE Fizikai Intézet Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Neutrínó oszcilláció kísérletek

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Tényleg megvan a Higgs-bozon?

Atommagok alapvető tulajdonságai

Részecskefizika: elmélet és kísérlet

A fény korpuszkuláris jellegét tükröző fizikai jelenségek

Új fizika keresése p-p ütközésekben a CMS-detektorral ELFT vándorgyűlés, Eger, aug. 23.

Az LHC-kísérlet és várható eredményei

RUBIK KOCKÁBAN A VILÁG

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

Vélemény Siklér Ferenc tudományos doktori disszertációjáról

Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II november 8.

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

Átírás:

Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Extra Térid Dimenziók Képzelet vagy valóság? Cynolter Gábor ATOMCSILL, Az atomoktól a csillagokig, 2009. február 12. Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Vázlat Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom 1 Hány Dimenziós a Térid? 3+1 dimenzió Extra dimenziók? 2 A 4 Ismert Kölcsönhatás Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma 3 Extra Dimenziók újra Húrelmélet, Branek Nagy Extra Dimenziók 4 Görbült Extra Dimenziók Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Vázlat Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom 3+1 dimenzió Extra dimenziók? 1 Hány Dimenziós a Térid? 3+1 dimenzió Extra dimenziók? 2 A 4 Ismert Kölcsönhatás Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma 3 Extra Dimenziók újra Húrelmélet, Branek Nagy Extra Dimenziók 4 Görbült Extra Dimenziók Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Hány dimenziós a meggyelt tér(id ) Már kisbabaként tapasztaljuk 3 tér + 1 id dimenzió Hány irányban tudunk mozogni, hány adat kell egy pont megadásához? Legalább 3 dimenzió a kell bonyolultságért létezzen csomó, 2 dim. állatban nincs végigvonuló bélcsatorna (szétesik)

Mi a dimenzió? Rene Descartes 3D-s térben a pontokat x,y,z 3 Descartes koordináta jellemzi

Koordináta (analitikus) geometria ereje egyenletek ábrák helyett x 2 + y 2 = 1 kör. Rene Descartes x 2 + y 2 + z 2 = 1 gömb x 2 + y 2 + z 2 + w 2 = 1? hipergömb Az egyenletek használhatók akkor is, ha nem tudjuk elképzelni a 4D, 5D,... objektumokat.

4D tárgyak 3D vetülete 3D tárgy 2D árnyéka forgó kocka árnyéka olyan, mint 6 egymáson átmen eltorzult négyzet 2D-s vetületként nehezebb látni

Hiperkocka vetülete 4D hiperkocka 3D-s vetülete olyan, mintha 8 eltozult kocka menne át egymáson.... Matematikai szempontból van értelme 4D-ról beszélni!

Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom 3+1 dimenzió Extra dimenziók? Lehetnek zikai extra térdimenziók? Fizikusok spekulálnak extra térid dimenziók létezésén, mert Nincs érvünk ellenük, miért ne létezhetnének. Tudjuk, hogyan maradhatnak rejtve. Az elméleteink nem ragaszkodnak 3 térdimenzióhoz. Nem érzékeljük, nem látjuk ezeket, de ett l még létezhetnek! Évtizedes részecskezikai problémákra adhatnak megoldást. LHC-n közvetett bizonyítékaik láthatóvá válhatnak. Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom LHC Large Hadron Collider 2008-3+1 dimenzió Extra dimenziók? proton -proton ütközések 7+7 TeV (1000*GeV=..=10 12 ev) Az LHC (CERN, Svájc) madártávlatból és a szerkezete Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Vázlat Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma 1 Hány Dimenziós a Térid? 3+1 dimenzió Extra dimenziók? 2 A 4 Ismert Kölcsönhatás Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma 3 Extra Dimenziók újra Húrelmélet, Branek Nagy Extra Dimenziók 4 Görbült Extra Dimenziók Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Newton-féle gravitációs kölcsönhatás Egyik legrégibb, legalapvet bb, m 1 és m 2 tömegek F (r) = G N m 1 m 2 r 2 1 r 2 (Els egyesítés: égi - Földi zika) (3 + 1) dimenzióban. Gravitációs állandó dimenziós G N = 6.67 10 11 m 3 /kg s 2 Jellemz tömeg (és energia) 1.2 10 19 GeV, PLANCK TÖMEG 12000000000000000000 M proton

Newton-féle gravitációs kölcsönhatás Er vonalakkal jellemezhet, m tömeg... E(r) = G N m r 2 e r. Tömegb l induló er vonalak egy felületen oszlanak el (Gauss tv.) d térid dimenzióban d-1 dimenziós gömbfelületre térdimenziók d 1 2 3 4 3+n er törvény const 1/r 1/r 2 1/r 3 1/r 2+n Példák elektrosztatikából, végtelen töltött sík, fonál,...

Elektromágneses kölcsönhatások -> Maxwell egyenletek Elektromos jelenségek Mágneses mez mágnes áram. Ben. Franklin és Michael Faraday Andre. M. Ampere Egységes leírás: Maxwell-egyenletek (1864)

Tér + id : térid Albert. Einstein 1921-ben Az id a negyedik dimenzió A.Einstein 1905. A zikai törvényekb l következtette (ma pl. részecskezikában általános) Négy dimenziós térid x,y,z és t Univerzális állandó c a mérések átváltására (tér <> id ) c=299792 km per másodperc

Einstein-féle Általános Relativitáselmélet.. A térnek van alakja (szerkezete) A.Einstein 1911 a tér görbülete nem rejtett: a háromszögek szögeinek összege árulkodik a tér alakját az anyag és energia határozza meg a gravitáció nem más, mint a térid görbülete A Newton törvény származtatható az Ált. Relativitáselméletb l. Ugyanaz a dimenziós állandó G N, vagy M PLANCK -> extra dimenziók

Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Extra dimenziók atyjai Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Az ötödik dimenzió.. Gunnar. Nordstrom 1914-ben G. Nordstrom nn zikus megmutatta, hogy az elektromágnesség és a gravitáció egyesíthet egyetlen er ként, egy extra térdimenziót tartalmazó elméletben Einstein elvetette az ötletet talán, mert Nordstrom saját konkurens elméletét használta A fényelhajlási kísérlet csak kés bb igazolta. Einstein a bíráló

Az ötödik dimenzió.. Theodor. Kaluza 1919-ben T. Kaluza lengyel matematikus újra felvetette az ötödik dimenzió gondolatát, de Einstein elméletét használta Einstein eleinte lelkesedett, de a kézirat 2 évet pihent az íróasztalában.. ismét Einstein a bíráló

Az ötödik dimenzió kör Nordstrom, Kaluza és Einstein azt gondolták, hogy az 5. dimenzió, nem valódi. Különben miért nem láttuk?.. Oscar. Klein 1926-ban Klein svéd zikus javaslata: az ötödik dimenzió valódi, de túl kicsi, ahhoz, hogy lássuk Klein cikke szép és leny göz Alkalmazásokkal próbálkoztak - kvantummechanika,...

Feltekeredett Dimenziók A kötéltáncos csak 1 D-t érzékel a kötél mentén, a bolha körbe is tud menni rajta (2 D)

Az ötödik dimenzió kör Klein kiszámolta, hogy a gravitáció és elektromágnesség egyesítéséhez milyen kicsi legyen az ötödik dimenzió Az eredmény:. A Planck hossz. 0.000000000000000000000000000001 cm El is felejtették az extra dimenziókat 50 évre

Elektromágnesesség + kvantummechanika Fizikusok keményen dolgoztak: kvantummechanika, részecskék elmélete Elektrodinamika kvantumelmélete: kvantumelektrodinamika 1948: Feynmann, Schwinger, Tomonaga (Nobel-díj: 1965) Anyagi részecskék: proton, elektron + semleges neutron,neutrínó Kölcsönhatást foton (Einstein 1905) közvetíti : Lélegzetelállító egyezés: az elektron mágneses momentuma 10 jegyre megegyezik (hibahatáron belül) µ e =1.00115965219 kísérleti eredmény µ e =1.00115965215 elméleti számolás

Gravitáción kívüli 3 kcsh =Standard Modell 1967- Egységes keretben írja le az er s, gyenge és elektromágneses kölcsönhatásokat a QED mintájára. Szimmetriák + bels ellentmondásmentesség -> egyértelm kölcsönhatások Anyagterek - 3 generáció, fermionok (feles sajátperdület, spin) Kölcsönhatást közvetítik - bozonok (egész spin), 8 g, γ és W ±, Z + Misztikus Higgs részecske 1979 Nobel díj Glashow, Salam, Weinberg,

A Standard Modell Sikerei 1984 kísérleti igazolásért Nobel díj: Carlo Rubbia és Simon van der Meer. Leírja az összes nagyenergiás kísérletet, 10 16 cm-ig azaz 0.00000000000000001 cm-ig Az összes részecskét direkt meggyeltük, kivéve a HIGGS BOZONT, tömegek igen különböz k m u,d 5MeV és m top = 170.9 ± 1.8 GeV, direkt és indirekt korlátok Measurement Fit O meas O fit /σ meas 0 1 2 3 α had (m Z ) (5) 0.02758 ± 0.00035 0.02768 m Z [GeV] 91.1875 ± 0.0021 91.1875 Γ Z [GeV] 2.4952 ± 0.0023 2.4957 σ 0 had [nb] 41.540 ± 0.037 41.477 l R 20.767 ± 0.025 20.744 l A fb 0,l 0.01714 ± 0.00095 0.01645 A (P τ ) 0.1465 ± 0.0032 0.1481 6 5 4 Theory uncertainty α (5) had = 0.02758±0.00035 0.02749±0.00012 incl. low Q 2 data m Limit = 144 GeV R b 0.21629 ± 0.00066 0.21586 R c 0.1721 ± 0.0030 0.1722 A 0,b fb 0.0992 ± 0.0016 0.1038 A 0,c fb 0.0707 ± 0.0035 0.0742 A b 0.923 ± 0.020 0.935 l A c 0.670 ± 0.027 0.668 A (SLD) 0.1513 ± 0.0021 0.1481 sin 2 θ lept eff (Q fb ) 0.2324 ± 0.0012 0.2314 m W [GeV] 80.398 ± 0.025 80.374 Γ W [GeV] 2.140 ± 0.060 2.091 m t [GeV] 170.9 ± 1.8 171.3 0 1 2 3 χ 2 3 2 1 Excluded Preliminary 0 30 100 300 m H [GeV]

A SM Kísérleti Problémái Kb. 1998-tól a kísérleti evidenciák is sokasodnak Nem-barionikus sötét anyag Sötét energia ( kozmológiai konstans) Neutrínóknak tömege van (oszcillációból, Nap+atmoszferikus) Nem ad magyarázatot az univerzum barion asszimetriájára (Fodor Zoltán, Csikor Ferenc. és Katz Sándor, ELTE Elméleti Fizikai Tsz.) Valamilyen új zikának kell lenni a SM-en túl, ezt még nem értük el a gyorsítókban.

Elméleti Problémák -Hierarchia Probléma Legtöbb probléma a tömeget adó HIGGS skalár részecskével Egyetlen tömeges paraméter v = 254 GeV 254 M proton HIERARCHIA PROBLÉMA: Miért sokkal gyengébb a gravitáció az elektrogyenge kölcsönhatásnál? (ha a kvantumkorrekciók összehúzzák ket) alapvet elméletnek meg kell magyaráznia v SM = 254 GeV M PLANCK 12000000000000000000 GeV

Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Higgs Mechanizmus, a Közeg Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma Képzeljünk el......egy termet tele zikusokkal (sic!), amint nyugodtan beszélgetnek, ez olyan mint a tér kitöltve a Higgs részecske mez jével... (David J. Miller és CERN) Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Higgs Mechanizmus 2, a részecskék tömege...a csoportosulás miatt egyre nehezebben mozog, azaz tömeget kap, akárcsak egy részecske, amely a Higgs mez n halad át...... híres zikus besétál, zavart kelt, ahogy halad a teremben, és minden lépésével csodálói egy kisebb csoportját vonzza maga köré...

Higgs Mechanizmus 3, a Higgs tömege... kis csoportosulást hoz létre, de most a kutatók között. Az analógiában ezek a csoportosulások a Higgs részecskék.... ha egy pletyka terjed el a teremben,...

Hierarchia Probléma, Standard Modell nom hangolással, nem szép, nem természetes. CERN LEPI-LEPII kísérletek (elektron-pozitron ütköztetés 90-200 GeV energiáig) indirekt jóslatok m H 115 200 GeV kvantummechanika m 2 Higgs M2 PLANCK Ha hurokban a részecskezikai modell változatlanul érvényes a gravitáció skálájáig, akkor a Higgsnek nagyon nehéznek kellene lenni, de nem lehet. Higgs tömege visszaállítható minden számolásban (renormálható) M 2 H = + 1000000000000000000000000000000000131 1000000000000000000000000000000000000

H.P. Részecskezikai Megoldásai A részecskezika változtatása kis távon nagy energián (eddig) a Higgs összetett, szerkezete van Szuperszimmetria új szép tulajdonságok védik a kis paramétereket Legnépszer bb (Bozon-Fermion párok, 0 kísérlet)...

Vázlat Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Húrelmélet, Branek Nagy Extra Dimenziók 1 Hány Dimenziós a Térid? 3+1 dimenzió Extra dimenziók? 2 A 4 Ismert Kölcsönhatás Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma 3 Extra Dimenziók újra Húrelmélet, Branek Nagy Extra Dimenziók 4 Görbült Extra Dimenziók Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Húrelmélet John Schwartz Eredetileg- az er s kölcsönhatás megértésére Alapobjektum részecske húrok, mikroszkopikus húr különböz rezgési adják a változatos részecskéket. TOE - Mindenség Elméletére jelölt? Pierre Ramond. Gabrielle Veneziano Mint gitár húr: rugalmasak, feszültség, saját rezgéseik-húr módusok Mások: nem állnak semmib l, magukat feszítik, nyújtják ki Kvantummechanika: állandóan izegnek-mozognak

Húrokból részecskék A húrok mikorszkopikus rezgéseit nem látjuk, részecskének látjuk Energiáját, impulzusát tömegként értelmezzük részecske tömegét adja meg a rezg húr energiájának, impulzusának függvényében E 2 (p x c) 2 (p y c) 2 (p z c) 2 = ( mc 2) 2 Gond: nulla tömeg részecskékhez kiejtés kell NEM M KÖDÖTT! E 2 (p x c) 2 (p y c) 2 (p z c) 2 0

M köd húrelmélet Húrok kvantum vibrációit 2 módon változtathatjuk Szuperszimmetriát bevezetni Térszer dimenziók számát növelni (ahol a szuperhúrok rezeghetnek) Csak 9=3+6 térdimenzióval kapjuk a részecskéinket vissza E 2 (p x c) 2 (p y c) 2 (p z c) 2 = 0

Branek, II. húrforradalom 90-es évek közepe 5-féle húrelmélet + 11D-s szupergravitáció Húrok mellett új dinamikai objektumok Általánosított membránok=branek 0-brane 1-brane 2-brane 3-brane pont húr membrán 3-brane magasabb dim. sokaságba ágyazott p-térszer dim-ú felület. Világunk 3-brane. Fal egy szobán. Húrelmélet: részecskéink a branekre lokalizálódhatnak

Hogyan észleljük az extra dimenziókat? Hiába a szép elmélet, zika=kísérleti alátámasztás. Hogyan vannak rejtve? Kezdjük (Kaluza-) Klein ötletével. 1 dimenzió van és nem látjuk, mert kicsi!

Kaluza-Klein módusok R sugarú kör. p 5 = n 1 R elektron mozog az apró 5. D-ban lesz 5.D-s impulzusa is kvantummechanika=hullámmechanika az elektron hullámja egészben ráférjen a körre, mint egy állóhullám Kül. állóhullámokhoz határozott energia és impulzus tartozik Kicsi az extra dimenzió ezt nem látjuk Mint a húr rezgéseket ezt is tömegként értelmezzük, mert csak a 3D-s baloldalt mérjük E 2 (p x c) 2 (p y c) 2 (p z c) 2 = (p 5 c) 2 + ( mc 2) 2

Kaluza-Klein módusok, torony Az elektron sokkal nehezebb kiadását mérhetjük Ez egy Kaluza-Klein módus m 2 n = m 2 e + n2 R 2 Minél kisebb az extra dim. sugár, annál nagyobbak a tömegek Közel egyenletes részecske-sorozat: Kaluza-Klein torony

Feltekeredett Dimenziók Minden térid pontban (+1 dimenzió) +2 dimenzió (tórusz=fánk)

Az extra dimenzió(k) lakói Milyen részecskék Kaluza-Klein módusait keressük? Húrelmélet: BRANEK, csapdába ejthetik az ismert részecskéket BRANEVILÁG csak a teret kifeszít (Einstein) gravitáció van az extra dimenzióban Gravitációt a gravitonok közvetítik Esetleg egzotikus (sose látott) részecsék Ekkor az közönséges részecskék a brane foglyai és nem mozoghatnak az extra dimenzióban De: az extra dimenziók lehetnek nagyok is!

Nagy Extra Dimenziók, és ADD= Arkani-Hamed, Dimopoulos, Dvali 1998 Hierarchia Probléma megoldása a GRAVITÁCIÓ megváltoztatásával kis távolságon, nagy energián. A gravitációról kis távolságon keveset tudunk ( mm-ig OK). Csak a gravitáció érzi az extra dim-kat csak gravitonnak lesz Kaluza-Klein módusa. 4+n dimenzió, extra dim-k véges R méret ek. SM+emberek a 4+n dimenzió határán egy 3-BRANEN élünk Kísérletekben csak v = 254 GeV LEHET EGYETLEN?

Nagy Extra Dimenziók R sugarú kör,... Miért gyenge a gravitáció, miért 1/r 2 er törvény? Az er vonalak eloszlanak az extra dim-ba, de miután kitöltötték szokásosan mennek (telít dés).

ADD, Extra Dimenzió Sugara Arkani-Hamed, Dimopoulos és Dvali kiszámolták n R KK tömeg státusz 1 10 14 cm kizárva 2 1 mm 10 4 ev? -> 3 10 4 mm ev OK Miért nagy az extra dim. és végtelen a 4 dim? n=2-t lehet mérni a gravitáció rövid távú viselkedésében

1/r 2 Gravitációs mérések Kísérleti következmény grav.er törvény megváltozik kis távon. V (r) = G m 1m 2 r ( 1 + αe r/λ ) Yukawa potencial Eöt-wash kísérlet, Washington University, USA

Nagy Extra Dimenziók Gyorsítókban Az extra dimenzióban él graviton Kaluza-Klein módusainak hatása jelent s lehet e + e γ + hiányzo E T q q jet + hiányzo E T A nyoma hiányzó energia, impulus. +nehéz új részecskék (m >1000* M proton modellfügg )

Kaluza-Klein Graviton @ LHC, ILC Jóslatok a következ gyorsítókra LHC Jet+semmi (ILC e + e γ+semmi jobbra) hatáskeresztmet. M D = M függvényében, δ extra dim-k száma

Kvantumgravitáció LHC-n, Fekete Lyukak ADD -> LHC-n Kvantumgravitáció, fekete lyuk! BH (Fekete Lyuk) kialakul, ha elegend tömeg a horizonton belül Föld 6000 km 8 mm BH kialakul, ha ütközésnél b < r H ( s) M BH s ütközés energiája LHC ütközésszámmal 10 7 BH/ év keletkezhet. Sok fekete lyuk, mert csak kis b kell Nem stabilak, nem nyelnek el mindent, nem válnak kis gömböccé!

Fekete Lyuk Bomlás Hawking Sugárzással Hawking:fekete lyuk h mérséklete T 1/M, Stefan-Boltzman törvény, sugároz σt 4 1/M 4 ( ) hc 3 8πkGN 1 M Kvantummechanikai folyamat egyformán kelt minden részecskét, LHC ATLAS jóslat: t zijáték

Vázlat Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum 1 Hány Dimenziós a Térid? 3+1 dimenzió Extra dimenziók? 2 A 4 Ismert Kölcsönhatás Gravitáció +Elektromágnesesség Extra dimenziók No. 1. Standard Modell Higgs Mechanizmus, Hierarchia Probléma 3 Extra Dimenziók újra Húrelmélet, Branek Nagy Extra Dimenziók 4 Görbült Extra Dimenziók Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Görbült Extra Dim-k: Bevezetés Jelenség: GRAVITÁCIÓS VÖRÖS ELTOLÓDÁS HIERARCHIA PROBLÉMA: M Z,v Higgs M PLANCK. Ismerünk energiát csökkent folyamatot, gyalog fel az emeletre!. Foton E = hν, ν a frekvenciája Csillag közelében azonos folyamatból 2 foton A, B-ben B A menve a B-ben keletkezett foton energiája (frekvenciája) csökken, amíg kimászik a (potenciál-) gödörb l Távolról nézve a csillaghoz közelebb kibocsátott foton mélyebb potenciálgödörb l mászik ki ν B < ν A

Randall-Sundrum Modell 1999 Egy görbült extra dim. (y=0..r c ), Nagy energias r ség=λ < 0 kozmológiai konstans Két 3-brane, köztük görbült anti de Sitter tér AdS 5, olyan mintha az egyik fal mögött óriási csillag lenne

Kvantumgravitáció TeV skálán AdS tér olyan, mint egy hatalmas nagyító! A gravitáció jellemz tömege világunkból nézve 1000*M proton Egyszer kvantummechanikai egyenletet (Schrödinger) írja le vulkán brane potenciállal a távoli branen Megoldás: 4D m = 0 graviton + n*tev KK exp( 2ky) PLANCK BRANE TEV

Hány Dimenziós a Térid? A 4 Ismert Kölcsönhatás Extra Dimenziók újra Görbült Extra Dimenziók Összefoglalás, Ajánlott Irodalom Görbült Extra Dim-k Prológus Randall-Sundrum Hierarchia probléma Megoldásai ADD vs. RS Gravitáció Gyenge ADD, Nagy Extra Dim-k Er vonalak (uxus) kifolyik az extra dimenziókba. Randall Sundrum, Görbült Extra Dim-k Speciális graviton hullámfüggvény e 2ky Gravitáció távol (másik brane-re) lokalizálódik Cynolter Gábor Extra Dimenziók, AtomCsill

Graviton KK módus keltés LHC-n Randall Sundrum modellben egyenként, rezonanciaként kelthet módusok ismert részecskékbe (leptonok, kvarkok) bomlanak m=1500 GeV KK graviton Drell-Yan folyamat k/m (5) = 1, 0.7, 0.5, 0.3, 0.1 felülr l lefelé

A keresés tart és folytatódik 2009-t l LHC-ben.

Összefoglalás Az extra dimenziók megjelentek a tudományos gondolkodásban. A Standard Modell nem lehet végs, fundamentális elmélet. Extra dimenziók megmagyarázhatják, hogy miért gyenge a gravitáció a többi kölcsönhatáshoz képest. Az LHC-n tesztelhet k, mérhet k a modellek jóslatai. Fekete Lyukak keletkezhetnek, gyorsan elpárolognak. Hatással lehetnek a Higgs keresésre. Extra dimenziók kiváló teret adnak új ötletek kipróbálására.

Ajánlott Irodalom Stephen W. Hawking: Az id rövid története Stephen W. Hawking: A Világegyetem dióhéjban Brian Greene: Az elegáns Univerzum (húrelméletr l) Lisa Randall: Warped passages (angolul) Michio Kaku: Hipertér... Az atomoktól csillagokig el adásai (http://www.atomcsill.elte.hu/) Dávid Gyula: Relativisztikus paradoxonok Katz Sándor: Az elemi részek zikája és az anyag... (2007) Veres Gábor: Milyen eszközökkel gyelhet k meg... (2007)