Experiment ATLAS. Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns. tj. s frekvencí. Počet kanálů detektoru je 150 mil

Experiment ATLAS Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns tj. s frekvencí Počet srážek

40 MHz

40 MHz x 20 = 800 milionů / s

Počet kanálů detektoru je 150 mil. Po 1. úrovni rozhodování (L1 trigger) 20-30 kHz (rozhodnutí do 2.5 μs) Po 2. úrovni rozhodování (L2 trigger) (rozhodnutí do 10 ms) Po částečné rekonstrukci

(„fyzika“)

2 kHz 140 Hz

„Standardní“ velikost případu je 1.6 MB → 250 MB/s

10.9.2008 došlo v CERN k významné události – spuštění LHC Na několika experimentech v CERN se podílí přes 100 fyziků a inženýrů z ČR – z Fyzikálního ústavu a dalších ústavů AV ČR, Univerzity Karlovy, ČVUT i dalších institucí

Největší urychlovač světa

LHC

(Large Hadron Collider) v CERN •po jistých komplikacích obnovil v listopadu 2009 činnost •30. března 2010 dosáhl rekordní energie srážek •od té doby neustále zvyšuje intenzitu svazků a úspěšně nabírá data

•CERN •urychlovač LHC •„jisté komplikace“ •experimenty na LHC •účast fyziků z FZÚ - ATLAS •současný stav nabírání dat •k čemu to všechno je - co se můžeme díky LHC dovědět nového o našem světě

CERN, Evropská organizace pro jaderný výzkum založená v roce 1954

•s CERN spolupracuje polovina všech fyziků světa zabývajících se částicemi •sdružuje 2O členských evropských zemí, mnoho dalších spolupracuje (USA, Japonsko, Rusko, Indie…) •je největší laboratoř částicové fyziky na světě

Česká republika je členskou zemí CERN od roku 1993

Během listopadu 2009 byl v CERN znovu uveden do provozu urychlovačv LHC Na několika experimentech CERN se podílí přes 100 fyziků a inženýrů z ČR – z Fyzikálního ústavu a dalších ústavů AV 30. 2010 Karlovy, se v LHCČVUT poprvé srazily ČR,března Univerzity i dalších protony při dosud rekordní energii 2x3,5 institucí TeV = 7 TeV Od té doby pokračuje nabírání dat, zvyšuje se intenzita svazků

•CERN •urychlovač LHC •„jisté komplikace“ •experimenty na LHC •účast fyziků z FZÚ - ATLAS •současný stav nabírání dat •co víme o mikrosvětě a co se (možná) díky LHC dovíme


Urychlovače udělují energii nabitým částicím (jako elektrony nebo protony) pomocí elektromagnetického pole. Fyzikové nechávají tyto částice srážet.

V LHC jsou protony urychlovány na 3 500 000 000 000 voltů

LARGE HADRON COLLIDER obvod 27 km umístěn v tunelu cca 100 m pod zemí (po urychlovači LEP) urychluje vstřícné svazky protonů na dosud nejvyšší energie celková energie jedné srážky v počáteční fázi (2010-2011) je 7 TeV (= 7 000 x klidová hmotnost protonu)

ve 4 místech na obvodu dochází ke srážkám, jejichž výsledky zaznamenávají detektory experimentů ATLAS, CMS, ALICE a LHCb

LARGE HADRON COLLIDER



•Ztráta supravodivosti v sektoru, roztavení spoje, vznikl elektrický oblouk, který prorazil stěny izolace. Prudké ohřátí, expanze a únik helia. •Uvolnilo se okolo 400 MJ energie (ekvivalent ~95 kg TNT), uniklo ~6 tun helia. •Tlaková vlna se šířila oběma směry, posun komponent až o 50 cm. •Poškození svazkové trubice, jejím naplnění vzduchem a nečistotou •Poškozena oblast o délce ~700 m, na povrch bylo nutno vynést a opravit nebo nahradit 51 magnetů.

•Celkové poškození bylo horší, než se na počátku odhadovalo •Během odstraňování škod byla provedena řada testů, což přispělo k lepšímu pochopení toho, co se stalo •Díky tomu mohla být provedena řada opatření, která riziko podobné události minimalizují - zlepšená metodanějaký měřeníčas. odporu spojů o ~nΩ) začít exprimenty •To ovšem zabralo Také bylo(jde rozhodnuto - novýsvazků systémnež monitorování teploty spojů s menší energií původně plánovanou - zlepšení Quench Protection System - silnější ukotvení magnetů v podlaze - zlepšení systému bezpečnostních tlakových ventilů v rozvodu kaplného helia (budou schopné zvládnout 40 kg/s, při nehodě hodnoty 20 kg/s

energie protonu

1 eV

rychlost v jednotkách

0.00005

1 MeV (106 eV)

0.046

1 GeV (109 eV)

0.875

1 TeV (1012 eV)

0.99999956

7 TeV

0.999999991

c



Experiment ATLAS

Podzim 2005

Podzim 2006

Jaro 2007



Jedna ze 14 sekcí nesla název „Early Experience and Results from LHC“ – 20 příspěvků 5 ze 40 vystoupení na plenárním zasedání •Referát o dosavadním fungování a perspektivách LHC (S. Myers) •Referáty o fungování a dosavadních výsledcích všech 4 eperimentů na LHC (předneseny mluvčími) Tisková konference

Jak se dalo očekávat, nebyly oznámeny žádné převratné výsledky (na to byla příliš krátká doba a tudíž příliš málo zaznamenaných dat), nýbrž: •Zprávy o solidním fungování urychlovače a detekčních systémů •Fyzikální výsledky, o nichž bylo referováno, lze charakterizovat jako „Znovuobjevování standardního modelu“



Výsledky srážek se zaznamenají a srovnávají s představami teorie -

•jaké částice vzniknou •jak se dále rozpadají ...

Teorie popisující základní částice a síly mezi nimi, jak jim dnes rozumíme, se nazývá standardní model

jádro je 10 000 krát menší než atom

nejmenší struktury, které zatím dokážeme pozorovat, jsou ještě 10 000 krát menší

Fundamentální částice hmoty •všechnu „běžnou“ hmotu okolo nás tvoří částice z první generace •ke každé částici hmoty existuje antičástice První generace

Základní síly (interakce): • gravitační

• elektromagnetická

• slabá

• silná

nosič: foton náboj: elektromagnetický působí na všechny částice kromě neutrin kvantová elektrodynamika

nosiče: částice W a Z náboj: slabý působí na všechny částice elektroslabá teorie nosič: gluony náboj: barevný působí na kvarky kvantová chromodynamika

Základní síly (interakce): • gravitační

• elektromagnetická

• slabá

• silná

nosič: foton náboj: elektromagnetický působí na všechny částice kromě neutrin kvantová elektrodynamika

nosiče: částice W a Z náboj: slabý působí na všechny částice elektroslabá teorie nosič: gluony náboj: barevný působí na kvarky kvantová chromodynamika

Co se možná dovíme? •proč mají právě takové hmotnosti, jaké pozorujeme / bude objevena Higgsova částice? •proč je víc hmoty než antihmoty? •co je temná hmota a energie ve vesmíru? •proč je gravitace tak slabá? •„žijí“ některé částice ve vyšších dimenzích?

Experiment ATLAS. Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns. tj. s frekvencí. Počet kanálů detektoru je 150 mil

Recommend Documents