Download pdf - Teilchenphysik in Dresden - International Masterclasses · Teilchenphysik am CERN Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN Die ATLAS Kollaboration Der ATLAS Detektor ATLAS Physik (Ein

Outlines

Teilchenphysik in Dresden

Wolfgang F. Mader

Institut fur Kern- und TeilchenphysikTechnische Universitat Dresden

14.Marz 2006

Wolfgang F. Mader Teilchenphysik in Dresden

Outlines Teilchenphysik Experimente an der TU Dresden

Einfuhrung

1 Teilchenphysik Experimente an der TU Dresden

2 Teilchenphysik am CERNDer Large Hadron Collider (LHC) am CERNDie ATLAS KollaborationDer ATLAS DetektorATLAS Physik (Ein Beispiel)

3 Teilchenphysik am SLACDer e

+e− Beschleuniger PEP-II

Der BABAR DetektorBABAR Physik (Ein Beispiel)


Teilchenphysik Experimente an der TU Dresden

Part I

Einleitung





Teilchenphysik am CERN

Part II




Der Large Hadron Collider (LHC) am CERNDie ATLAS KollaborationDer ATLAS DetektorATLAS Physik (Ein Beispiel)

CERN

LHC Beschleuniger

4 Experimente

27km Tunnelumfang

100m unter der Erde

Proton-ProtonWechselwirkungen

Strahlenergie: 7 TeV




Die 4 LHC Experimente




Die ATLAS Kollaboration

ATLASCollaboration34 Countries151 Institutions1700 Scientific AuthorsLongstanding partnerssince the beginning (R&D started in 1988):Bonn, Dortmund, Freiburg,Heidelberg, Mainz, Mannheim,Munich LMU, MPI Munich, Siegen, WuppertalAlbany, Alberta, NIKHEF Amsterdam, Ankara, LAPP Albany, Alberta, NIKHEF Amsterdam, Ankara, LAPP AnnecyAnnecy, Argonne NL, Arizona, UT Arlington, , Argonne NL, Arizona, UT Arlington, Athens,Athens, NTU Athens, Baku, NTU Athens, Baku, IFAE Barcelona, Belgrade, Bergen, Berkeley LBL and UC, Bern, BirIFAE Barcelona, Belgrade, Bergen, Berkeley LBL and UC, Bern, Birmingham,mingham, BonnBonn, Boston, Brandeis, Bratislava/SAS , Boston, Brandeis, Bratislava/SAS KosiceKosice,,Brookhaven NL, Bucharest, Cambridge, Carleton/CRPP, Casablanca/RBrookhaven NL, Bucharest, Cambridge, Carleton/CRPP, Casablanca/Rabat, CERN, Chinese Cluster, Chicago, Clermontabat, CERN, Chinese Cluster, Chicago, Clermont--FerrandFerrand,,Columbia, NBI Copenhagen, Columbia, NBI Copenhagen, CosenzaCosenza, INP , INP CracowCracow, FPNT , FPNT CracowCracow,, DortmundDortmund, JINR , JINR DubnaDubna, Duke, , Duke, FrascatiFrascati,, FreiburgFreiburg, Geneva, , Geneva, Genoa, Glasgow, LPSC Genoa, Glasgow, LPSC GrenobleGrenoble,, TechnionTechnion Haifa, Hampton, Harvard, Haifa, Hampton, Harvard, HeidelbergHeidelberg, Hiroshima, Hiroshima IT, Indiana, Innsbruck, , Hiroshima, Hiroshima IT, Indiana, Innsbruck, Iowa SU, Irvine UC, Istanbul Iowa SU, Irvine UC, Istanbul BogaziciBogazici, KEK, Kobe, Kyoto, Kyoto UE, Lancaster, , KEK, Kobe, Kyoto, Kyoto UE, Lancaster, LecceLecce, Lisbon LIP, Liverpool, Ljubljana, , Lisbon LIP, Liverpool, Ljubljana, QMW London, RHBNC London, UC London, Lund, UA Madrid, QMW London, RHBNC London, UC London, Lund, UA Madrid, MainzMainz, Manchester, , Manchester, MannheimMannheim, CPPM Marseille, MIT, Melbourne, , CPPM Marseille, MIT, Melbourne, Michigan, Michigan SU, Michigan, Michigan SU, MilanoMilano, Minsk NAS, Minsk NCPHEP, Montreal, FIAN Moscow, ITEP Moscow, , Minsk NAS, Minsk NCPHEP, Montreal, FIAN Moscow, ITEP Moscow, MEPhIMEPhI Moscow,Moscow,MSU Moscow, MSU Moscow, Munich LMUMunich LMU,, MPI MunichMPI Munich, Nagasaki IAS, Naples, , Nagasaki IAS, Naples, NarutoNaruto UE, New Mexico, UE, New Mexico, NijmegenNijmegen, Northern Illinois, , Northern Illinois, BINP Novosibirsk, Ohio SU, Okayama, Oklahoma, LAL BINP Novosibirsk, Ohio SU, Okayama, Oklahoma, LAL OrsayOrsay, Oslo, Oxford, Paris VI and VII, , Oslo, Oxford, Paris VI and VII, PaviaPavia, Pennsylvania, Pisa, Pittsburgh, , Pennsylvania, Pisa, Pittsburgh, CAS Prague, CU Prague, TU Prague, IHEP CAS Prague, CU Prague, TU Prague, IHEP ProtvinoProtvino,, RitsumeikanRitsumeikan, UFRJ Rio de Janeiro, Rochester, Rome, UFRJ Rio de Janeiro, Rochester, Rome I, Rome II, Rome III, I, Rome II, Rome III, Rutherford Appleton Laboratory, DAPNIA Rutherford Appleton Laboratory, DAPNIA SaclaySaclay, Santa Cruz UC, Sheffield, , Santa Cruz UC, Sheffield, ShinshuShinshu,, SiegenSiegen, Simon Fraser Burnaby, , Simon Fraser Burnaby, Southern Methodist Dallas, NPI Petersburg, Stockholm, KTH StockhSouthern Methodist Dallas, NPI Petersburg, Stockholm, KTH Stockholm, Stony Brook, Sydney, AS Taipei, Tbilisi, Tel Aviv, olm, Stony Brook, Sydney, AS Taipei, Tbilisi, Tel Aviv, ThessalonikiThessaloniki, Tokyo ICEPP, Tokyo MU, Tokyo UAT, Toronto, TRIUMF, Tsukuba, Tu, Tokyo ICEPP, Tokyo MU, Tokyo UAT, Toronto, TRIUMF, Tsukuba, Tufts,fts, UdineUdine, Uppsala, Urbana UI, Valencia, , Uppsala, Urbana UI, Valencia, UBC Vancouver, Victoria, Washington, UBC Vancouver, Victoria, Washington, WeizmannWeizmann RehovotRehovot, Wisconsin, , Wisconsin, WuppertalWuppertal, Yale, Yerevan, Yale, Yerevan

TU Dresden Mitglied seit 24. Februar 2006Wolfgang F. Mader Teilchenphysik in Dresden



Der ATLAS Detektor (A Toroidal LHC ApparatuS)

∼ 2000 Wissenschaftler und Ingenieur aus uber 30 Landern

Analyse von Proton-Proton Wechselwirkungen

Datennahme ab 2007




Der ATLAS Detektor

Aufbau des ATLAS Detektors Webcam vom 13. Marz 2006




ATLAS Physik: Die Suche nach dem HIGGS Teilchen

(Beispiel)

Das Higgs Teilchen ...

... ist vom Standardmodelvorhergesagt

... ist verantwortlich dafur, dass dieTeilchen Masse haben

... ist das letzte fehlende Elementim Standardmodel derTeilchenphysik





Peter Higgs:

Professor (emeritus) furTheoretische Physik an derUniversitat von Edinburgh

1963: Vorhersage der Existenz desHiggs Teilchens

Viele indirekte Hinweise fur dieExistenz des Higgs Teilchens ...

..., aber: bis heute (2006)vonkeinem Experiment direktnachgewiesen





Ein simuliertes Higgs Ereignis (H→ µµ)


Teilchenphysik am SLAC

Part III

Teilchenphysik am SLAC


Teilchenphysik am SLACPEP-IIDer BABAR DetektorBABAR Physik (Ein Beispiel)

Stanford Linear Accelerator Center

Ort: Menlo Park, Kalifornien (USA)ca. 50km sudlich von San Francisco



Der BABAR Detektor

∼ 550 Wissenschafler und Ingenieure

Datennahme seit 1999



BABAR Physik: CP Verletzung (Beispiel)

Was ist CP?!?: Das Produkt zweier Symmetrien

C: (Charge Conjugation – Ladungsumkehr)−→ Verwandelt ein Teilchen in sein Anti-Teilchen

P: (Parity Transformation – Paritatsumkehr)−→ Erzeugt das Spiegelbild eines Physikprozesses



BABAR Physik: CP Verletzung

Wo sehen wir die Auswirkungen von CP-Verletzung?CP Verletzung spielt eine wichtige Rolle in der Kosmologie:Unser Universium besteht aus Teilchen und NICHT ausAntiteilchen!

Ist CP-Verletzung experimentell beobachtet worden?1964 (Cronin und Fitch): Experiment mit neutralen Kaonen

Beitrag von BABAR:Beobachtung der CP-Verletzung in Systemen neutralerB-Mesonen mit hochster Prazision.

Eindrucksvolle Bestatigung der Vorhersagen desStandardmodells.


Webseiten

Webseiten

Teilchenphysik:

http://www.teilchenphysik.org

Experimente:

ATLAS Experiment:http://www.atlas.chBABAR Experiment:http://www-public.slac.stanford.edu/babar/
