Részecskefizikai gyorsítók

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

Részecskegyorsítók. Barna Dániel. University of Tokyo Wigner Fizikai Kutatóközpont

Mikrofizika egy óriási gyorsítón: a Nagy Hadron-ütköztető

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

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

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

A részecskefizika kísérleti eszközei

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by OTKA MB augusztus 18. Hungarian Teacher Program, CERN 1

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

Theory hungarian (Hungary)

2. tétel - Gyorsítók és nyalábok (x target, ütköz nyalábok, e, p, nyalábok).

Indul az LHC: a kísérletek

Megmérjük a láthatatlant

Gyorsítók a részecskefizikában

Milyen eszközökkel figyelhetők meg a világ legkisebb alkotórészei?

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

Nehézion-ütköztetők, részecskegyorsítók

Az LHC kísérleteinek helyzete

Bemutatkozik a CERN Fodor Zoltán

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

A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei

Nehézion ütközések az európai Szupergyorsítóban

Európai Nukleáris Kutatási Szervezet Európai Részecskefizikai Laboratórium. 62 év a részecskefizikai kutatásban

A legkisebb részecskék a világ legnagyobb gyorsítójában

Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról

Hadronok, atommagok, kvarkok

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

Részecskés Kártyajáték

Kísérleti és elméleti TDK a nagyenergiás magfizikai területein

A CERN bemutatása. Horváth Dezső MTA KFKI RMKI és ATOMKI Hungarian Teachers Programme, 2011

Töltött részecske multiplicitás analízise 14 TeV-es p+p ütközésekben

Az LHC első éve és eredményei

Részecskefizika és az LHC: Válasz a kérdésekre

NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Bevezetés a részecskefizikába

Kozmikus sugárzás a laborban...?

ILC, a nemzetközi lineáris ütköztető: terv vagy ábránd?

Részecskegyorsítók a hétköznapokban: ipari alkalmazások kezdőknek és haladóknak. Simonyi 100 nyitóelőadás

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

Speciális relativitás

Részecskegyorsítókkal az Ősrobbanás nyomában

Röntgendiagnosztikai alapok

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

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

A tau lepton felfedezése

Fizika II. segédlet táv és levelező

NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja

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

Kirándulás a CERN-ben

Részecskefizika kérdések

Mérlegen az antianyag

ALICE: az Univerzum ősanyaga földi laboratóriumban. CERN20, MTA Budapest, október 3.

Vélemény Siklér Ferenc tudományos doktori disszertációjáról

A Higgs-bozon felfedezése: a nagyenergiás fizika negyvenéves kalandja

Az expanziós ködkamra

Az LHC és kísérletei - a Fekete Lyukas Rubik Kockán Csörgő T. MTA Wigner FK, Budapest és KRF, Gyöngyös. 9. BerzeTÖK tábor Visznek, 2016 július 7

Vastag GEM alapú trigger detektor fejlesztése az LHC ALICE kísérlethez

Bevezetés a részecskefizikába

Építsünk Univerzumot!

CERN-i látogatás. A mágnesgyár az a hely,ahol a mágneseket tesztelik és nem igazán gyártják őket. Itt magyarázták el nekünk a gyorsító alkotórészeit.

Indul a Nagy hadron-ütköztető: hová és minek?

Antiprotonok a CERN-ben

ALICE : A Nagy Ion Ütköztető Kísérlet

Indul a legnagyobb részecskegyorsító: elnyeli-e a Világot?

Indul az LHC: célok, sikerek, problémák

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

Bevezetés a részecskefizikába

Töltött Higgs-bozon keresése az OPAL kísérletben

CERN - Genf kirándulás

SÉTA A HIGGS RÉSZECSKE HAZÁJÁBAN

Indul az LHC, a világ legnagyobb mikroszkópja

Az LHC-kísérlet és várható eredményei

forró nyomon az ősanyag nyomában Csörgő Tamás MTA KFKI RMKI

Részecskefizikai újdonságok a CERN-ben

Bevezetés a nehéz-ion fizikába

Megvan már a Higgs-részecske?

A Világegyetem leghidegebb pontja: az LHC

Repetitio est mater studiorum

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

HOGYAN CSINÁLHATUNK HÁZILAG HIGGS BOZONT?

Részecske azonosítás kísérleti módszerei

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

Óriási gyorsítók és pirinyó részecskék: az LHC első két éve

RUBIK KOCKÁBAN A VILÁG

Tényleg felfedeztük a Higgs-bozont?

Magyar Tanárprogram, CERN, 2010

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

SÉTA A HIGGS RÉSZECSKE HAZÁJÁBAN

BEVEZETÉS A RÉSZECSKEFIZIKÁBA

Részecskefizika a CERN-ben

Tényleg megvan a Higgs-bozon?

Z bozonok az LHC nehézion programjában

MEGLESZ-E A HIGGS-RÉSZECSKE A NAGY HADRONÜTKÖZTETŐVEL?

Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II november 8.

CMS Pixel Detektor működése

Határtalan neutrínók

Bevezetés a részecske fizikába

Szinkrotronspektroszkópiák május 14.

Magyarok a CMS-kísérletben

Átírás:

Részecskefizikai gyorsítók 2010.12.09. Kísérleti mag- és részecskefizikai szeminárium Márton Krisztina

Hogyan látunk különböző méreteket? 2

A működés alapelve az elektromos tér gyorsítja a részecskét különböző sebességű részecskék másként viselkednek mágneses tér tartja a megfelelő pályán a részecskét 3

Lineáris gyorsító egyenáramú gyorsítók bizonyos feszültség felett kisülés váltakozó feszültséget használó rezonanciagyorsítók Rolf Wideröe, 1928. driftcsövek közti hézagokban az elektromos mező iránya a megfelelő ütemben változik az odaérkező részecskét mindig gyorsítja 4

Ciklotron mágneses tér hatására a részecskék spirális pályán haladnak a két D között változtatjuk az elektromos teret, megfelelő frekvenciával állandó frekvenciájú váltóáram (amíg nincs jelentős relativisztikus tömegnövekedés) a frekvencia független a sebességtől: ciklotronfrekvencia 5

Ciklotron Nem-relativisztikus részecskékre: a frekvencia független a pálya sugarától a sugár a részecske sebességével növekszik 6

Ciklotron Relativisztikus részecskékre: relativisztikus tömegnövekedés frekvencia csökken szinkrociklotron: a gyorsító tér frekvenciáját időben megfelelően csökkentik egyszerre csak egy részecskecsomag kicsi nyalábáram izokrón ciklotron: mágneses tér időbeli vagy sugármenti növelése 7

Szinkrotron a mágneses tér és a frekvencia változtatása állandó sugarú pálya gyengén fókuszáló: nincs kvadrupól mágnes a kerület mentén a mágneses tér lényegében változatlan nagy kerület esetén a részecske pályája jelentősen eltérhet a tervezettől 8

Szinkrotron erősen fókuszáló: a mágneses tér változik a kerület mentén kvadrupól mágnesek a nyaláb fókuszálására felváltva fókuszáló és defókuszáló mágnesek 9

Nyaláboptika 10

Dispersion and Chromaticity 11

Dipól és kvadrupól mágnesek 12

The LHC optics 13

A működést befolyásoló hatások a pontos mérésekhez az energia értékét minél pontosabban ismerni kell külső tényezők befolyásolhatják az energia értékét pl. Hold vonzásának hatása (hasonló az árapály jelenséghez) LEP deformációja 4 mm 14

A működést befolyásoló hatások 15

A működést befolyásoló hatások 16

Hadron és e + e - ütköztetők 17

Lepton vs hadron colliders elektron/pozitron: elemi részecske, nincs belső szerkezet az ütközés energiája pontosabban hangolható precíziós mérések pl. LEP, SLAC proton: összetett részecske, kvarkok+gluonok az ütköző részecske típusa és energiája nem ismert magas QCD háttér magasabb energia érhető el Discovery machine pl. LHC, Tevatron 18

Lepton vs hadron colliders 19

Stanford Linear Collider 3,2 km hosszú, rádiófrekvenciás lineáris gyorsító elektronokat és pozitronokat gyorsít tömegközépponti energia: ~90 GeV (Z bozon) 20

Large Electron-Positron Collider CERN, Genf 1989-2000. között működött 27 km kerületű 200 GeV középponti energia 4 nagy detektor: ALEPH OPAL DELPHI L3 21

Hadron ütköztetők Intersecting Storage Rings Super Proton Synchrotron ISABELLE Tevatron Relativistic Heavy Ion Collider Superconducting Super Collider Large Hadron Collider Super Large Hadron Collider CERN, 1971 1984 CERN, 1981 1984 BNL, cancelled in 1983 Fermilab, 1987 present BNL, 2000 present Cancelled in 1993 CERN, 2009 present Proposed, CERN, 2019 Very Large Hadron Collider Theoretical 22

Intersecting Storage Rings 23

Intersecting Storage Rings világ első hadron-ütköztetője 300 méter átmérőjű két, egymást keresztező tárológyűrű első proton-proton ütközés: 1971. január 27. első proton-antiproton: 1981. április 4. 24

Super Proton Synchrotron 6,9 kilométer hosszú proton, antiproton, elektron, pozitron, nehézion gyorsítása 1981-1984 között protonantiproton ütköztető W és Z bozonok felfedezése (UA1 és UA2 kísérletek) LEP, később LHC előgyorsítója 25

Tevatron 26

Tevatron Fermi National Accelerator Laboratory (Batavia, Illinois) proton-antiproton ütköztető 6,28 kilométer hosszú ütközési energia: 2 x 980 GeV top kvark felfedezése (1995) 27

Superconducting Super Collider Desertron (Waxahachie, Texas) 87,1 km kerületű tervezett nyalábenergia: 20 TeV 1993-ban felfüggesztették az építését 1993-ig 22,5 km alagút, 2 milliárd dollár 28

Large Hadron Collider 29

Large Hadron Collider 30

Large Hadron Collider 27 km kerületű p+p ütköztetés: 7 TeV Pb+Pb: 2,76 ATeV 7 kísérlet: ATLAS ALICE CMS LHCb LHCf MoEDAL TOTEM 31

32

Gyorsítók az LHC után elektron-pozitron ütköztető precíziós mérések (pl. Higgs tömege, SUSY részecskék) E cm > 500 GeV (értéke függ az LHC eredményeitől) szinkrotron sugárzás lineáris gyorsító pl. LEP: ~2 GeV energiaveszteség 33

ILC / CLIC ILC: International Linear Collider szupravezető technológia kezdetben 500 GeV, később 1 TeV elektron-pozitron ütköztető 30-50 km hosszú CLIC: Compact Linear Collider 50 km hosszú energia: 3-5 TeV a gyorsító teret egy párhuzamosan haladó alacsony energiájú nyaláb segítségével hoznák létre 150 MeV/m-t meghaladó gyorsítási gradiens 34

Paraméterek 35

Köszönöm a figyelmet! 36

37

38

39