Vart tog all antimateria Vart tog all antimateria vägen egentligen?vägen egentligen?

Aras PapadelisAras Papadelis

Materiens byggstenarMateriens byggstenar

Atom

Kvarkar

-1/3

+2/3

Antimateria…Antimateria…

Låt varje kvark få motsatt laddning

”Antiblomma”

-1/3

+2/3

+1/3

-2/3+

Ett möte i nattenEtt möte i nattenBig Bang-modellen förutsäger lika mängder Big Bang-modellen förutsäger lika mängder materia och antimateria i universums materia och antimateria i universums begynnelse.begynnelse.

När materia och antimateria möts När materia och antimateria möts annihileras de...annihileras de...

... och systemets energi frigörs i form av ... och systemets energi frigörs i form av strålning.strålning.

Varför finns vi?Varför finns vi? Problem! All antimateria och materia i det tidiga Problem! All antimateria och materia i det tidiga

universum annihilerar varandra!universum annihilerar varandra! Ingen materia återstår till att bilda det universum vi känner idag!Ingen materia återstår till att bilda det universum vi känner idag!

Vi finns ju bevisligen! Finns det en anti-jord någonstans?Vi finns ju bevisligen! Finns det en anti-jord någonstans?

Inga spår efter stabil antimateria Inga spår efter stabil antimateria (”antigalaxer”) i det synliga universum!(”antigalaxer”) i det synliga universum! När all antimateria annihilerats återstod en liten mängd När all antimateria annihilerats återstod en liten mängd

materia. Det är denna materia som vi består av!materia. Det är denna materia som vi består av!

BaryogenesisBaryogenesis

1967: Andrei Sakharov löser 1967: Andrei Sakharov löser gåtan.gåtan.

1)1) Baryontalet får ej bevaras Baryontalet får ej bevaras

2)2) Termisk ojämvikt Termisk ojämvikt

3)3) C- och CP-symmetrierna C- och CP-symmetrierna måste brytas.måste brytas.

CP-symmetriCP-symmetri

P

P

C C

Brott mot CP-symmetrin i naturen upptäcktes i experiment 1964.(Cronin & Fitch, nobelpris 1980)

CP-brott i praktikenCP-brott i praktiken I det unga universum existerar I det unga universum existerar

även tyngre kvarkaräven tyngre kvarkar

b 0dB

/ SJ K

b 0dB

/ SJ K Teorin om CP-brott förutsäger att P(a) P(b)

Sannolikhet P(a)

Sannolikhet P(b)

OM VI KAN ÅTERSKAPA FÖRHÅLLANDENA I DET TIDIGA UNIVERSUM KANSKE VI KAN MÄTA DENNA OLIKHET!

CERN och LHC CERN och LHC

ATLAS 9 km diameter

Genevesjön

Jurabergen

CERN

Protonkollisioner i ATLASProtonkollisioner i ATLAS

• Spårdetektorer närmast kollisionen ger partikelspår. Ett böjt spår ger laddning och rörelsemängd på partikeln som orsakat spåret.

• Kalorimetrar mäter energin hos partikeln.

Hitta nålen i höstacken…Hitta nålen i höstacken… Under ATLAS första tid räknar vi med Under ATLAS första tid räknar vi med 5 5 eventsevents var 25:e var 25:e

nanosekund. nanosekund.

Varje Varje eventevent kräver ca 1MB lagringsutrymme. kräver ca 1MB lagringsutrymme. ca 200 TB/s (!!!)ca 200 TB/s (!!!)

Tekniken begränsar oss till ca 100 MB/sTekniken begränsar oss till ca 100 MB/s

Vi måste välja ut en Vi måste välja ut en event event på miljonen!på miljonen!

Vi behöver en trigger!

Triggerns utmaningTriggerns utmaning Triggern är ett ”datorprogram” som ska filtrera Triggern är ett ”datorprogram” som ska filtrera

bort ointressanta händelser.bort ointressanta händelser. Jobbar i tre nivåer, där varje nivå innebär en Jobbar i tre nivåer, där varje nivå innebär en

finare och finare filtrering. finare och finare filtrering.

Level 1 (LVL1)Level 1 (LVL1) 101088 Hz Hz → ~75 kHz→ ~75 kHz Level 2 (LVL2)Level 2 (LVL2) 75 kHz → ~1 kHz 75 kHz → ~1 kHz Event Filter (EF)Event Filter (EF) 1 Khz → 100 Hz1 Khz → 100 Hz

Ju mer tid triggern har till sitt förfogande, desto bättre blir filtreringen.

10Hz

Mitt examensarbete! Mitt examensarbete! Med hjälp av simulerade proton-protonkollisioner Med hjälp av simulerade proton-protonkollisioner

kan man undersöka vilken signatur en viss reaktion kan man undersöka vilken signatur en viss reaktion lämnar i detektorn. lämnar i detektorn.

Triggern måste känna igen en stor mängd Triggern måste känna igen en stor mängd reaktioner! Sysselsätter många fysiker i många år…reaktioner! Sysselsätter många fysiker i många år…

B0J/

Ks

e+

e-”Min” reaktion

En trigger för En trigger för BB0 0 J/J/(ee)K(ee)Kss

• I slutänden handlar det om att titta på väldigt många diagram och tolka dem.

Det går ca 10000 ”ointressanta” bakgrundshändelser på varje

BB00 J/J/(ee)K(ee)Kss

på denna triggernivå.

SlutsatserSlutsatser Min metod för att trigga på Min metod för att trigga på BB0 0 J/J/(ee)K(ee)Kss fungerar fungerar

men effektiviteten är låg, ca 10%.men effektiviteten är låg, ca 10%.

Babar och Belle har levererat intressanta mätningar. Babar och Belle har levererat intressanta mätningar. Vi vet redan nu en del om CP-brott i B-mesoner. Vi vet redan nu en del om CP-brott i B-mesoner.

Runt knuten (2007) väntar LHC. Snart vet vi Runt knuten (2007) väntar LHC. Snart vet vi (förhoppningsvis) mer om CP-brott och de märkliga (förhoppningsvis) mer om CP-brott och de märkliga händelserna i universums begynnelse som räddade händelserna i universums begynnelse som räddade oss från annihilering.oss från annihilering.

SLUT