A részecskefizika elmélete és a Higgs-bozon Szkeptikus Klub, 2012.04.17. Horváth Dezs˝o
[email protected] MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, Részecske- és Magfizikai Intézet, Budapest és MTA Atommagkutató Intézet, Debrecen
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 1/62
Vázlat Részecskék és kölcsönhatások A Standard modell diadala és problémái Elveszett szimmetriák keresése A CERN és gyorsítói A nagy hadron-ütközteto˝ (Large Hadron Collider, LHC) A Compact Muon Solenoid (CMS) kísérlet Mégis, hol van a Higgs-bozon? A részecskefizika haszna Simon Tamás (origo): http://cernblog.wordpress.com/ nyomon követi az LHC muködését ˝
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 2/62
Elo˝ szó A (részecske)fizika egzakt tudomány: A fizika univerzális nyelve a matematika, pontos matematikai formalizmuson alapszik. Egy elmélet érvényes, ha kiszámítható, és eredménye egyezik a kísérlettel. Az igazi fogalmak mérheto˝ mennyiségek, a szavak csak mankók. Szavak mögött pontos matematika és kísérleti tapasztalat Alapkérdés: milyen pontossággal adja vissza az elméleti számítás a mérések eredményét? Számítás nélkül nincs fizika, csak spekuláció.... és a fizika kísérleti tudomány! Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 3/62
Kvantumfizika: valószínuségi ˝ leírás Einstein: Isten nem dob kockát! De mégis... Minden kísérleti tény igazolja, pedig nem szemléletes Egyetlen pontszeru˝ elektron egy fésu˝ minden résén egyszerre átmegy A csillagból jövo˝ fénysugár gömbfelületen terjed, mégis ˝ egészében a távcsoben végzi. Az atomi elektron gömbfelületi pályáján nem mozoghat, mert sugározna, csak egyszerre minden pontjában ott van bizonyos valószínuséggel. ˝ Nem tudjuk, egyetlen bomlékony részecske mikor fog ˝ belül mekkora elbomlani, csak azt, hogy adott idon valószínuséggel ˝ bomlik. A matematika minden adatot szépen visszaad! Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 4/62
Kvantumtérelmélet A kvantummechanika leírja a részecskék mozgását, de a bomlását, ütközés közbeni átalakulását nem kezeli ˝ nem lehet másik részecske Egy részecskébol ˝ Térelmélet: részecskék helyett eroterek hullámcsomagjai mozognak Kölcsönhatás: energiát, lendületet (impulzust), töltést, stb. cserélnek Ezt közvetíto˝ részecskék (bozonok) viszik át
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 5/62
LHC = ido˝ gép?? ˝ Kezdet: osrobbanás 13,7 milliárd éve ˝ ˝ Hogyan mehetünk vissza idoben, az Osrobbanás közelébe? ˝ 4 milliárd év a Nagy Bumm után (Európai Földi távcso: Déli Obszervatórium, Chile, Very Large Telescope) ˝ ˝ Néhányszáz millió év a Nagy Bumm után Urtávcs o: (fiatal galaxisok: Hubble, Planck space telescope) Mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás: Párszázezer év (amikor az atomok kialakultak, és az Univerzum átlátszó lett). Nagyenergiájú részecskeütközés: Milliomod ˝ az atommagok kialakultak volna) másodperc (mielott Ükanyánkkal nem találkozunk... Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 6/62
A mikrovilág vizsgálata: nagy energia Tárgy 1 eV = kinetikus energia, amelyet 1 V átszelésekor szerez egy elektron 1 keV = 103 eV 1 MeV = 106 eV; 1 GeV = 109 eV 1 TeV = 1012 eV
méret, m energia
kicsi
10−3
baktérium
10−5
λ(fény)
10−7
1 eV
atom
10−10
1 keV
atommag
10−14
1 GeV
elektron
< 10−18 >1 TeV
Nagyobb energia ⇒ kisebb távolság ⇒ mélyebb szerkezet
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 7/62
Szimmetriák a részecskefizikában fontosabbak, mint a kémiában vagy a szilárdtestfizikában Noether–tétel: Folytonos szimmetria ⇒ megmaradási törvény Eltolás térben ⇒ lendület (impulzus) ˝ Eltolás idoben ⇒ energia Forgatás ⇒ impulzusmomentum Elektromágneses mérték- ⇒ töltés Mértékelmélet: Lokális szimmetria ⇒ kölcsönhatás Lokális szimmetria: pontról pontra, meghatározott módon módosuló Spontán szimmetriasértés (Higgs-mechanizmus) ⇒ tömegek, Higgs-bozon ⇒ kiszámíthatóság
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 8/62
Tükrözési szimmetriák Töltéstükrözés: C|p(r,t)> = |p(r,t)> Tértükrözés: P|p(r,t)> = |p(−r,t)> ˝ Idotükrözés: T |p(r,t)> = |p(r, −t)> Mindhárom szimmetria triviális ... ˝ invariáns C töltés: elektromágneses és eros ˝ és e-m kh.: gömbszimm. potenciál P paritás: eros ˝ T idotükrözés: miért bántana? Gyenge kölcsönhatás sérti a P- és CP-szimmetriát!
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 9/62
CPT -invariancia A térelmélet alaptétele: CPT |p(r,t)> = |p(−r, −t)> ∼ |p(r,t)> azaz szabad antirészecske ∼ részecske, ˝ amely téridoben visszafelé mozog. CPT sérülése sértené: a kölcsönhatások lokalitását azaz a kauzalitást, vagy unitaritást, az anyag, információ, ... megmaradását, vagy a Lorentz-invarianciát. Elmélet általában: CPT nem sérülhet! ˝ De nincs anti-világ ⇒ ellenorizni kell CERN, Antiproton-lassító: antihidrogén Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 10/62
Fermionok és bozonok Legfontosabb tulajdonság: spin (perdület) = saját impulzusmomentum h¯ = h/(2π) egységben Planck-állandó (hatáskvantum): h = 6, 626 · 10−34 Js Tulajdonság Spin Részecskeszám megmaradása ψ(1, 2) = ±ψ(2, 1) Pauli-kizárás
fermion feles ( 21 , 32 . . .)
bozon egész (0, 1, 2, . . .)
van
nincs
−
+
van
nincs
nincs
van
Kondenzáció
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 11/62
A Standard modell állatkertje
A Higgs-részecskén kívül mind megvan Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 12/62
Hadronok: összetett részecskék Spin: J = ∑q 12 + pályamom. (1, 2, ...) Mezonok = qq-állapotok: J = 0, 1, ... (bozonok) Q = 0, ±1 Barionok = qqq-állapotok: J = 21 , 32 , . . . (fermionok) Q = 0, ±1, ±2 Pionok: J = 0 π+ = (ud), π0 = √12 (uu − dd), π− = (du) Nukleonok (proton és neutron): J = p = (uud), n = (udd), p = (uud)
1 2
˝ Kísérletileg messzemenoen igazolva, harmados töltés is Minden lehetséges hadron létezik, lehetetlenek nem Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 13/62
Mérték-kölcsönhatások elmélete Pontszeru˝ fermion (pl. elektron) mozog lokális (pontról pontra szabályszeruen ˝ változó) szimmetriájú térben. Lokális szimmetria ⇒ speciális (kovariáns) deriválás
Háromféle lokális szimmetria ⇒ három kölcsönhatás: ˝ (szín-) elektromágneses, gyenge és eros ˝ zérus-tömegu˝ mértékbozonok Közvetítok: ˝ kh.) rendben. foton és 8 gluon (eros De a 3 gyenge bozon nehéz: m(W± ) = 80 GeV; m(Z0 ) = 91 GeV!! Ráadásul gyenge kh. elméletében végtelen tagok, ˝ zérus-spinu˝ bozon létezése megszabadítana tolük. Megoldás: Higgs-mechanizmus Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 14/62
Spontán szimmetriasértés ⇒ tömeg Gyenge bozonok tömege
Higgsbozon
David J. Miller és CERN: http://www.hep.ucl.ac.uk/∼djm/higgsa.html
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 15/62
Elektrogyenge kölcsönhatás Elektromágneses és gyenge kölcsönhatás egyesítése a Higgs-mechanizmus jótékony közremuködésével ˝ Eredmény: zérus-tömegu˝ foton és nehéz Z, W+ , W− lepton
νe
e−
n
{
d u u
d u d
+ W −
1 0 0 1
e−
+ W−
n
p
}p
1 0 0 1
nukleon
Standard Modell: áram-áram kölcsönhatás
ν−e
neutronbomlás
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 16/62
Viccek a Higgs-bozonról Bárban A bárba besétál egy Higgs-bozon. Azt mondja neki a pultos: Magát többen is keresték. Templomban A templomba besétál egy Higgs-bozon. Azt mondja neki a ˝ Pedig nélkülem pap: Magát nem szívesen látjuk itt.. Mire o: itt soha nem lesz tömeg! (Angolul: But without me how can you have mass?
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 17/62
A Fizikai Szemle melléklete (2008 aug.)
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 18/62
A felfedezés rögös útja, 1492 A kutatás frontvonala: Az Atlanti-óceán partja
A kutatás eszköze: Columbus hajói
A kutatás célja: India elérése
A kutatás eredménye: Amerika felfedezése
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 19/62
A felfedezés rögös útja, 2011 A kutatás frontvonala: Az anyag mély szerkezete
A kutatás eszköze: nagyenergiájú gyorsítók
A kutatás célja: Higgs-bozon, szuperszimmetria, ˝ osanyag
A kutatás eredménye: Új fizika?
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
?
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 20/62
A CERN 20 tagországa
+ Románia, Izrael, Szerbia + Ciprus, Málta, Szlovénia, Töröko. Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 21/62
A CERN kutatói (felhasználói)
2800 alkalmazott + 10500 kutató + 440 diák (Olasz > német > amerikai > orosz > francia) Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 22/62
A CERN gyorsítói: múlt és jelen LEP: 1989–2000
LHC: 2009–2025?
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 23/62
Elo˝ készületek az LHC indításához ˝ Tervezés kezdete: 1984 (5 évvel a LEP indulása elott!) Új detektorüregek kiásása 1998-tól LEP-alagút megemelkedik muködés ˝ közben ⇒ mágnesek pozíciójának folyamatos kompenzálása LEP leállítása (óriási ellenállás): 2000 vége. LEP-gyorsító és detektorok eltávolítása: 2001 ˝ 9300 mágnes ellenorzése (javítása!), levitele, összehegesztése: 2002-2007. Mágnesek lehutése ˝ 1,9 K-re (hidegebb, mint a világur): ˝ 2008 jan-aug Protoncsomag belövése, körbevitele: 2008. szept. 10. Katasztrófa: 2008. szept. 19. Újbóli indulás (1,18 + 1,18 TeV): 2009. nov. Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 24/62
LEP-események: e+ e− → Z∗ →... pontszeru˝ leptonok ütközése tiszta folyamatok Tipikus OPAL-esemény e+ e− → W+ W− ⇓ 4 kvark ⇓ 4 hadronzápor ⇓ 75 töltött részecske
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 25/62
A Standard modell diadalútja Measurement
Fit
(5) ∆αhad(mZ)
0.02750 ± 0.00033 0.02759
mZ [GeV]
91.1875 ± 0.0021
91.1874
ΓZ [GeV]
2.4952 ± 0.0023
2.4959
σhad [nb]
0
41.540 ± 0.037
41.478
Rl
20.767 ± 0.025
20.742
0,l
Afb
Al(Pτ) Rb
0.1465 ± 0.0032
3
0.1722
0.0992 ± 0.0016
0.1039
0.0707 ± 0.0035
0.0743
Ab
0.923 ± 0.020
0.935
Ac
0.670 ± 0.027
0.668
0.1513 ± 0.0021
0.1482
sin θeff (Qfb) 0.2324 ± 0.0012
0.2314
mW [GeV]
80.399 ± 0.023
80.378
ΓW [GeV]
2.085 ± 0.042
2.092
2 lept
173.20 ± 0.90
Állapot 2011 nyarán valamennyi kísérlet ˝ sokszáz eredményébol ˝ ˝ (de foként LEP-bol) |Mért–számolt|/szórás
0.21629 ± 0.00066 0.21579 0.1721 ± 0.0030
July 2011
meas
0.1482
0,b Afb 0,c Afb
mt [GeV]
fit
−O |/σ 1 2
0.01714 ± 0.00095 0.01646
Rc
Al(SLD)
meas
|O 0
Egyetlen enyhén eltéro˝ adat e+ e− → Z → bb¯ ˝ elore-hátra aszimmetriája
173.27
LEP elektrogyenge munkacsoport: 0
1
2
3
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
http://lepewwg.web.cern.ch/ Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 26/62
De hol van a Higgs-bozon?
Az elmélet szerint léteznie kell mert tömeget teremt és rendbeteszi a divergenciákat
mLimit = 161 GeV
July 2011
Theory uncertainty ∆αhad = (5)
5
0.02750±0.00033 0.02749±0.00010 incl. low Q2 data
4
∆χ2
A Standard modell egyetlen hiányzó alkatrésze: kísérletileg (még?) nem figyeltük meg, LEP: M(H) > 114.4 GeV
6
3 2 1 0
Excluded 30
100
300
mH [GeV]
˝ „Igazából 1972-ben kezdodött az életem, mint bozon” Peter Higgs: My Life as a Boson: The Story of „The Higgs”, Int. J. Mod. Phys. A 17 Suppl. (2002) 86-88.
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 27/62
A Standard modell problémái Gravitáció? Aszimmetriák: jobb ⇔ bal
világ ⇔ antivilág
˝ Mesterséges tömegkeltés: Higgs-tér kívülrol 19 szabad paraméter: túl sok?? Miért éppen 3 fermioncsalád? Töltéskvantálás: Qe = Qp , Qd = Qe /3 Az Univerzum tömegének csak 4%-át írja le, ∼ 23% láthatatlan sötét anyag, ∼ 73% rejtélyes sötét energia??
Természetesség: A Higgs-bozon tömege divergál, fermion bozon szimmetria eltüntetné Szuperszimmetria mindent rendbehozna. Létezik? LHC! Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 28/62
Elveszett szimmetriák? ˝ abszolút, nem sérül CPT invariancia: alapveto, SU(3) mértékinvariancia ˝ a színtöltést megorzi ˝ kölcsönhatást származtatja az eros nem sérül U(1) × SU(2) mértékinvariancia Higgs-tér spontán sérti származtatja az elektrogyenge kölcsönhatást létrehozza a Higgs-bozont Más? Szuperszimmetria? Szép elmélet, megoldja a Standard Modell problémáit Alacsony energián sérül, mert nem látjuk a részecskéit De keressük ... „.. the fundamental equations of physics have more symmetry than the actual physical world does” Frank Wilczek: In search of symmetry lost, Nature 433 (2005) 239 Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 29/62
A CERN és környéke
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 30/62
Az LHC eltéríto˝ -mágnesei
˝ 1232 szupravezeto˝ mágnes (beszerelés elott) (L = 15 m, M = 35 t, T = 1.9 K, B = 8.3 T) Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 31/62
Az LHC eltéríto˝ -mágnese: keresztmetszet
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 32/62
Az LHC mágnesei összeszerelve
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 33/62
Az LHC CMS–detektora
Compact Muon Solenoid: 14000 tonnás digitális kamera 100 M pixel, 20 M kép/sec, 1000 GB/sec adat Tárolás: 100 . . . 400 kép/sec ⇒ szurés!! ˝ Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 34/62
Az LHC CMS–detektora (Compact Muon Solenoid) Súly: 14000 tonna, kétszer annyi vas, mint Eiffel–toronyban > 3000 résztvevo˝ a világ 35 országából ˝ szolenoidja: A világ legnagyobb (szupravezeto) ˝ 6 m, mágneses tere 4 Tesla belso˝ átméroje Detektorépítésben magyar részvétel: Müondetektorok pozicionáló rendszere: DE Kisérleti Fizikai Int. és ATOMKI ˝ Eloreszórt részecskék észlelése: (Hadron Forward calorimeter, HF) Készült USA-RU-TR-HU együttmuködésben: ˝ RMKI, Budapest Az elso˝ leeresztett CMS-detektorrész: 2006. nov. 11. Adatkezelés: LHC Computing Grid RMKI: BUDAPEST LCG-állomás Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 35/62
Munka 160 müonkamrán
Béni Noémi és Szillási Zoltán (Debrecen) Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 36/62
HF: kvarcszálak acélban
Minden CERN-es magyar fuzte ˝
Szálkalibráció kész darabon
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 37/62
A CMS mágnese
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 38/62
A CMS belso˝ része
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 39/62
ALICE: A Large Ion Collider Experiment
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 40/62
ATLAS: A Toroidal Lhc ApparatuS
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 41/62
Worldwide LHC Computing Grid A CMS-kísérlet fo˝ WLCG-állomásai
Wigner FK Tier-2: 500 CPU, 255 TB, CMS és ALICE VO 2013 jan.: LHC Tier-0 Wigner FK-ba költözik! Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 42/62
LHC: a Jó, a Rossz és a Csúf Jó
Hatalmas felfedezési potenciál: nagy energia, sokféle ütközés (acélgolyó ⇔ túrógombóc), óriási nyalábintenzitás.
Rossz
˝ Az érdekesebb dolgok elofordulási gyakorisága nagyon kicsi (10−6 − 10−3 )
Csúf
Az érdekes folyamat mellett eseményenként még 10-20 p-p ütközés, hatalmas kombinatorikus háttér.
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 43/62
Sokhadronos CMS-esemény 7 TeV-nél
13 azonosított p-p ütközés egy eseményben! Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 44/62
Az LHC vezérlo˝ terme, 2008.09.10
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 45/62
Az LHC remekül muködik! ˝
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 46/62
Adatgyujtés ˝ 7 TeV-nél 2010.03.29 −→...
A CMS által kapott és regisztrált adatmennyiség 7 TeV-nél LHC p-p hozama 2011 dec. 31-ig, terv: 1 fb−1 ; tény: 5.7 fb−1 Vízszintes szakaszok: gyorsítófejlesztés 2010: 8 nagyságrendnyi növekedés 8 hónap alatt! 2012: 8 TeV, 2013: leállás, 2014: 13 TeV Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 47/62
Higgs-keltés az LHC-nál g H
q g
gluonfúzió q
q
H
W,Z _ q
_ q
vektorbozonfúzió
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 48/62
A Higgs-bomlás csatornái
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 49/62
+ − + −
CMS-esemény: ZZ → µ µ µ µ
M(ZZ)= 200 GeV
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 50/62
CMS-esemény: H → γγ jelölt
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 51/62
CMS, 2012 március 7
A Higgs-bozon tömege 116 és 127 GeV között várható (ahol a legtöbb egymással versengo˝ folyamat van) Összes végállapot kombinációja: +2.6σ 125 GeV-nél Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 52/62
CMS PAS HIG-12-001, 2012 március 7
Új H → γγ analízis: +3σ 124 GeV-nél Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 53/62
Az ATLAS Higgs-keresése, 2012 február
ATLAS Coll., Phys.Lett. B710 (2012) 49-66 (5 o. cikk + 3049 szerzo˝ 11 o.-on) Peche van 250 GeV körül, de 125 GeV??? Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 54/62
A Higgs-bozon keresése, 2012 április A Higgs-bozon 95% konfindenciaszinten) megengedett tömege kísérletenként CERN Courier, 2012/3, p. 5 Kísérlet H-tömeg, GeV többlet, σ csúcshely, GeV LEP > 114,4 CMS < 127,5 2,8 125 ATLAS 122,5 - 129 2,5 126 Tevatron <150 2,2 115–145 Mindenki lát egy kevés többletet, de sehol sem szignikáns, csak bíztató 2012-ben felfedezésre itélve?
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 55/62
LHC, 2012 terv p-p ütközések: E = 8 (4 + 4) TeV, ∆t = 50 ns, L = 5 . . . 7 × 1033 cm−2 s−1 LHC muködik, ˝ amíg ATLAS és CMS külön-külön felfedezik a Higgs-bozont Ha kell, meghosszabbítják a 8 TeV-et 2013-ban a nagy ˝ leállás elott R
Higgs megfigyelése (+5σ) 8 TeV-nél Ldt = 11.5 fb−1 után ˝ várható, idén 15 fb−1 remélheto. Rettenetes pile-up ∆t = 50 ns miatt: 30–35 p-p/esemény 2013: leállás. 2014: 6.5 + 6.5 TeV, 25 ns
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 56/62
Pb-Pb ütközés az ALICE-ban
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 57/62
Részecskefizikai módszerek haszna Világháló: CERN, 1989 ⇒ nagyvilág: 1994– Müonspin-rezonancia módszere (kémia, szilárdtestfizika) Pozitronemissziós tomográfia az orvosi diagnosztikában Grid-hálózatok a számítástechnikában Részecskegyorsítók: ∼ 14000 Fele gyógyászatban: diagnosztika, sugárterápia Másik fele: mikroáramkörök készítése Részecskefizika: kb. 120 gyorsító
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 58/62
Éljen a kísérleti részecskefizika! Alapkutatás, közvetlen gyakorlati haszna nem várható. De élesíti az elmét, pedagógiai haszna óriási: Technika élvonala, gyári szervezettség Kreatív gondolkodásra serkent Az órási méretek miatt komoly technikai fejlesztéseket indukál: 100000 egyforma muszerre ˝ tender! Óriási apparátus ⇔ munka kis csoportokban Élenjáró programozástechnikai gyakorlat (szimuláció): ˝ bankok eloszeretettel alkalmaznak HEP-PhD-t szerzett fizikusokat (rossz nyelvek szerint ennek köszönheto˝ a jelenlegi világválság) Rengeteget dolgozunk és érdekes munkánk, ˝ világot látunk, és van, aki haza is jön idovel... Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 59/62
Konklúzió helyett "Van egy elmélet, miszerint, ha egyszer kiderülne, hogy mi is valójában az Univerzum, és mit keres itt egyáltalán, akkor azon nyomban megszunne ˝ létezni, és valami más, még bizarrabb, még megmagyarázhatatlanabb dolog foglalná el a helyét" "Van egy másik elmélet, amely szerint ez már be is következett"
Douglas Adams: Vendégl˝o a világ végén (Nagy Sándor fordítása)
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 60/62
Köszönöm a figyelmet
http://cmsinfo.web.cern.ch/cmsinfo/Media/CMSeye/index.
A CMS detektorvezérlo˝ terme: 2011 ápr. 16, 13h 08p Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 61/62
Köszönetnyilvánítás Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal † OTKA NK67974, NK81447, K72172 és H07C-74153 EU FP6 MC-ToK 509252 és FP7 III 031688 Magyar és Osztrák Tudományos Akadémia TéT JAP-21/2006 és Tokiói Egyetem Megérto˝ együttmuköd ˝ o˝ partnereink
Horváth Dezs˝o: Részecskefizika és a Higgs-bozon
Szkeptikus Klub, 2012.04.17.
– p. 62/62