SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa"

Transkriptio

1 SUPER- SYMMETRIA Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa Teemu Löyttinen & Joni Väisänen Ristiinan lukio 2008

2 1. Sisällysluettelo 2. Aineen rakenteen standardimalli 3. Supersymmetrian perusteet 4. Supersymmetrian etuja 5. Superhiukkasten kokeellinen etsintä 6. Lähteet Sisällysluettelo

3 Aineen rakenteen standardimalli Hiukkasfysiikan standardimalli on menestyksekäs teoria, joka kuvaa alkeishiukkasia ja niiden vuorovaikutuksia. Standardimalli kehitettiin nykyiseen muotoonsa 1970-luvun alussa ja se on sopusoinnussa kvanttimekaniikan ja suppean suhteellisuusteorian kanssa. Standardimalli on kokeellisesti testattu päteväksi, mutta siinä on joitakin puutteita. Se ei esimerkiksi selitä gravitaatiovuorovaikutuksen syntyä. Standardimalli käsittää alkeishiukkaset eli fermionit ja bosonit. Fermioneja kutsutaan ainehiukkasiksi ja niitä ovat kvarkit ja leptonit. Fermionien spin on puoliluku (1/2, 3/2, jne). Bosonit ovat vuorovaikutusten välittäjähiukkasia ja niiden spin on kokonaisluku. Spin on hiukkasten ominaisuus, jonka lähin klassinen analogia on sisäinen pyörimismäärä. Hiukkanen ei kuitenkaan todellisuudessa pyöri, koska sillä ei ole ulottuvuuksia. Kvarkit eivät koskaan esiinny yksin vaan ne yhdistyvät hadroneiksi. Hadroneita ovat kolmesta kvarkista muodostuvat baryonit sekä kvarkista ja antikvarkista muodostuvat mesonit. Baryoneja ovat esimerkiksi protoni (uud) ja neutroni (udd). Hadronit ovat erikoisia hiukkasia, koska vain pieni osa niiden massasta koostuu niiden rakenneosista. Suurin osa hadronien massasta koostuu niiden energiasta yhtälön E=mc² mukaan. Standardimallin hiukkaset taulukoituna:

4 Jokaisella standardimallin ainehiukkasella on vastaava antihiukkanen. Hiukkanen ja antihiukkanen ovat samanmassaisia, mutta niiden sähkövaraukset ovat erimerkkiset. Täten varaukseton hiukkanen on itsensä antihiukkanen. Antihiukkasen symbolina käytetään vastaavan hiukkasen symbolia, jonka päälle laitetaan viiva. Esimerkiksi elektronin e antihiukkanen on antielektroni ē, joka on nimetty positroniksi. Antimateriaksi eli antiaineeksi kutsutaan antihiukkasista tehtyä ainetta. Hiukkasen ja antihiukkasen törmätessä tapahtuu annihilaatio, jossa hiukkanen ja antihiukkanen tuhoutuvat ja muuttuvat energiaksi. Kaikki ilmiöt voidaan kuvailla neljän perusvuorovaikutuksen avulla. Niitä ovat vahva, heikko ja sähkömagneettinen vuorovaikutus sekä gravitaatiovuorovaikutus. Vahvan vuorovaikutuksen avulla kvarkit muodostavat protoneita ja neutroneita. Se myös pitää atomiytimet koossa. Heikko vuorovaikutus puolestaan vaikuttaa radioaktiivisissa hajoamisissa. Sähkömagneettinen vuorovaikutus muun muassa sitoo elektronin atomiytimen läheisyyteen. Gravitaatiovuorovaikutus vaikuttaa kaikkiin hiukkasiin, joilla on massa. Standardimalli ei kuitenkaan pysty sitä selittämään. Standardimallin välittäjähiukkasia ovat bosonit joihin kuuluu: Fotoni, sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjä W-bosoni ja Z-bosoni, heikon vuorovaikutuksen välittäjät Kahdeksan erityyppistä gluonia eli vahvan vuorovaikutuksen välittäjää Higgsin bosonit, jotka aiheuttavat muiden hiukkasten massan Standardimallin eräs suurimmista ongelmista on aineen massa. Standardimalli ei selitä miksi joillain hiukkasilla on massa ja toisilla ei. Fyysikko Peter Higgs on kehittänyt teorian, jonka mukaan hiukkaset saavat massan vuorovaikutuksesta higgsin kenttään. Higgsin kentän välittäjähiukkanen on higgsin bosoni, jota ei toistaiseksi olla löydetty. On mahdollista, että higgsin bosoni on massaltaan niin raskas, että nykyisten hiukkaskiihdyttimien energia ei ole riittänyt sen havaitsemiseen. Higgsin bosonin etsiminen on kokeellisen hiukkasfysiikan suurimpia haasteita ja tutkijat ovat toiveikkaita CERNin uuden LHC-kiihdyttimen suhteen. Tietokonesimulaatio, jossa higgsin bosoni hajoaa neljäksi myoniksi Standardimallin puutteita ovat siis gravitaatiovuorovaikutus ja aineen massa. Fyysikot eivät kuitenkaan ole huolissaan näistä puutteista, koska teorioiden mukaiset laskut ja kokeet ovat pitäneet hyvin paikkansa.

5 Supersymmetrian perusteet Supersymmetria on eräs varteenotettavimpia teorioita täydentämään standardimallia. Supersymmetrian mukaan jokaisella hiukkasella olisi superkumppani eli superpartneri, joka on fermionille samanmassainen bosoni ja bosonille samanmassainen fermioni. Supersymmetria olettaa, että perusteorian yhtälöt pysyvät muuttumattomina, jos fermionien ja bosonien roolit vaihdetaan sopivalla tavalla. Tämä pätee kuitenkin vain yhtälöissä, sillä fermionit ja bosonit käyttäytyvät luonnossa hyvin erilaisesti. Fyysikot Julius Wess ja Bruno Zumino ehdottivat supersymmetriateoriaa alunperin vuonna 1973, mutta se oli vielä kovin puutteellinen. Paremman version supersymmetriasta esittivät Howard Georgi ja Savas Dimopoulos vuonna Supersymmetrisiä hiukkasia ei ole pystytty havaitsemaan, koska aikaisempien hiukkaskiihdyttimien energia ei ole ollut riittävä. Tutkijat odottavatkin toiveikkaina CERNin uuden suurienergisen LHC kiihdyttimen käyttöönottoa keväällä Kaaviokuva LHC-kiihdyttimestä ja sen koeasemista

6 Erikoista supersymmetriateoriassa on se, että se ei perustu kokeellisten tulosten selittämiseen tai teoreettisen epäselvyyden ratkaisemiseen vaan se keksittiin ikään kuin sattumalta. Supersymmetria tuli ilmi standardimallin matemaattisten mallien erikoisominaisuutena. Oletusten mukaan maailmankaikkeudessa on paljon pimeää ainetta. Pimeä aine ei emittoi tai heijasta sähkömagneetista säteilyä, jotta sen voisi havaita, mutta se vaikuttaa tavalliseen aineeseen painovoiman kautta. Pimeä aine saattaa muodostua esimerkiksi supersymmetrian ennustamista LSP-hiukkasista. LSP (lightest supersymmetric partner) tarkoittaa keveintä supersymmetristä hiukkasta. Hiukkaset voivat hajota vain kevyemmiksi hiukkasiksi, joten LSP ei voi hajota eli se on stabiili. Ei ole varmaa tietoa mitkä supersymmetrisistä hiukkasista ovat kevyimpiä, mutta luultavasti niitä ovat joko fotiinot, wiinot, ziinot tai higgsiinot. Kevyimmät hiukkaset tullaan löytämään ensin, koska niiden tuottamiseen tarvitaan vähiten energiaa. CERNin asiantuntijoiden mukaan superpartnereita voidaan löytää LHC-kiihdyttimellä jo ennen higgsin bosonia, mutta varmaa tietoa asiasta ei tietenkään ole. Hiukkasten tunnistaminen perustuu niiden ominaisuuksiin kuten massaan, sähkövaraukseen ja spiniin. Joskus voi kuitenkin olla niin, että kahdella tai useammalla hiukkasella jotkut ominaisuudet ovat samat. Tällöin hiukkaset voivat sekoittua toisiinsa. Esimerkiksi Z-bosonin, fotonin ja neutraalin higgsin bosonin superpartnerit sekoittuvat, ja niitä kutsutaan neutraliinoiksi. Toisen keskenään sekoittuvien hiukkasten ryhmän muodostavat W-bosoni ja sähkövarauksellinen higgsin bosoni, joita kutsutaan varliinoiksi. Supersymmetria on myös vahva ennuste säieteorialle. Säieteoria mahdollistaa standardimallin hiukkasten ja vuorovaikutusten yhdistämisen, kun maailma oletetaan kymmenulotteiseksi. Säieteorian mukaan maailma koostuu pienistä värähtelevistä säikeistä, joiden välillä on vain yhdenlainen voima. Tämä voima käyttäytyy erilailla eri ulottuvuuksissa.

7 Supersymmetrian etuja Maailmankaikkeuden massasta vain 4% on tavallista ainetta, 23% pimeää ainetta ja loput pimeää energiaa. Pimeä aine havaitaan ainoastaan sen aiheuttaman painovoiman kautta. Pimeän aineen uskotaan koostuvan supersymmetrian ennustamista kevyimmistä superhiukkasista eli LSP-hiukkasista, sillä supersymmetriset hiukkaset vaikuttavat pimeän aineen tavoin vain gravitaation kautta tavallisen aineen kanssa. Koska LSP on kevyin hiukkanen, eikä se siten voi hajota muiksi hiukkasiksi, on sen oltava stabiili, minkä vuoksi pimeä aine voi koostua siitä. Kahden galaksiryhmän törmäys, jossa punainen on tavallista ainetta ja sininen pimeää ainetta Supersymmetria korjaa standardimallin higgsin fysiikkaan liittyvät ongelmat. Standardimallissa higgsin hiukkasen massaa täytyy säädellä, että se pysyy teorian asettamissa rajoissa. Tämä ei ole toimivan teorian kannalta hyvä asia. Supersymmetrian ennustama bosonien ja fermionien välinen symmetria korjaa tilanteen superhiukkasten ollessa massaltaan 1-10TeV/c^2. Standardimalli ei selitä miksi maailmankaikkeudessa on ainetta paljon enemmän kuin antiainetta. Supersymmetria pystyy selittämään aineen ja antiaineen epäsymmetrian, koska supersymmetristen hiukkasten hajoamisissa voi ilmetä aineen epäsymmetrian syntyyn tarvittava CP-rikko. Maailmankaikkeuden laajentuminen Inflaatioteorian mukaan maailmankaikkeus laajeni äärimmäisen nopeasti sen alkuhetkinä. Tuolloin maailmankaikkeus koostui pelkästään energiasta, mikä aiheutti suuren laajenemispaineen. Energia muuttui kaikiksi mahdollisiksi hiukkasiksi, ja tätä tapahtumaa kutsutaan alkuräjähdykseksi. Inflaatioteorian mukaan energia oli kenttien muodossa. Tällaisten kenttien fysikaalista taustaa ei tiedetä, mutta supersymmetrian spinittömät kentät voisivat aiheuttaa inflaation. Supersymmetrian vaikutuksia inflaatioteorialle on kuitenkin vasta vähän tutkittu.

8 Monet teoriat edellyttävät supersymmetrian olemassaolon. Näistä teorioista tärkeimpiä ovat supergravitaatio, säieteoria ja M-teoria. Supergravitaatioteoriassa yhdistyy supersymmetria ja yleinen suhteellisuusteoria. Säieteorian mukaan maailmankaikkeus koostuu värähtelevistä säikeistä, jotka vaikuttavat kymmenulotteisessa avaruusajassa. Säieteorian mukaan gravitaatio on ainoa voima, joka vaikuttaa maailmankaikkeudessa. Yhdeksästä paikkaulottuvuudesta kolme on muita huomattavasti suurempia ja sen vuoksi näkemämme maailmankaikkeus on kolmiulotteinen. M-teoria koostuu eri säieteorioista, joten se on tähän mennessä laajin teoria, mutta juuri sen takia sen tarkempi tutkiminen onkin vielä mahdotonta. M-teorian maailmankaikkeus koostuu 11 ulottuvuudesta. Supergravitaatio ja säieteoriat tarvitsevat supersymmetriaa sen mahdollistamien lisäulottuvuuksien vuoksi. M-teorian laskelmia

9 Superhiukkasten kokeellinen etsintä Superhiukkasia ei vielä ole löydetty, vaikka niitä on etsitty CERNissä LEP-kiihdyttimellä ja Fermilabissa. Tämä ei tarkoita, ettei niitä olisi, vaan luultavasti niiden tuottamiseen tarvitaan paljon enemmän energiaa kuin mitä nykyisillä hiukkaskiihdyttimillä on käytössä. CERNissä toukokuussa 2008 käyttöön otettavan LHCkiihdyttimen yhtenä tehtävänä on etsiä supersymmetrian ennustamia hiukkasia. LHCkiihdyttimessä protonit törmäävät toisiinsa 14 TeV:n kokonaisenergialla, mikä on huomattavasti enemmän kuin LEP-kiihdyttimen 120 GeV:n maksimienergia. Jos kiihdyttimessä syntyy supersymmetrisiä hiukkasia, ne hajoavat standardimallin hiukkasiksi ja kevyimmäksi supersymmetriseksi hiukkaseksi (LSP). LSP-hiukkasta ei voida suoraan havaita ilmaisimissa, koska sillä on vain heikkoja vuorovaikutuksia. LSP-hiukkanen vie mukanaan energiaa, joten törmäyksissä havaittava energian puute viittaa LSP-hiukkasten olemassaoloon. LHC:n viimeistelytöitä

10 Lähteet Kirjallisuus Kane, Gordon 2000: Supersymmetria. Skvarkit, fotiinot luonnontieteiden rajoja etsimässä. Art House Oy, Helsinki. Lehto, Heikki; Havukainen, Raimo; Leskinen, Janna ja Luoma, Tapani Fysiikka 8 - Aine ja säteily, Tammi 2007 Internet

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli Hiukkasfysiikan Standardimalli on teoria, joka kuvaa hiukkaset ja voimat, jotka vaikuttavat luonnossa. Ympärillämme näkyvä maailma koostuu ylös- ja alas-kvarkeista

Lisätiedot

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi 8. Hiukkasfysiikka Hiukkasfysiikka kuvaa luonnon toimintaa sen perimmäisellä tasolla. Hiukkasfysiikan avulla selvitetään maailmankaikkeuden syntyä ja kehitystä. Tutkimuskohteena ovat atomin ydintä pienemmät

Lisätiedot

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkaset Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Atomi Aine koostuu molekyyleistä Atomissa on ydin ja fotonien ytimeen liittämiä elektroneja Ytimet muodostuvat

Lisätiedot

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta Teoreetikon kuva Teoreetikon kuva hiukkasten hiukkasten maailmasta maailmasta ja ja maailmankaikkeudesta maailmankaikkeudesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Lapua 5. 5. 2012 Miten

Lisätiedot

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1 Mistä aine koostuu? - kaikki aine koostuu atomeista - atomit koostuvat elektroneista, protoneista ja neutroneista - neutronit ja protonit koostuvat pienistä hiukkasista, kvarkeista Alkeishiukkaset - hiukkasten

Lisätiedot

Hiukkasfysiikka. Katri Huitu Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osasto, Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Hiukkasfysiikka. Katri Huitu Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osasto, Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Hiukkasfysiikka Katri Huitu Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osasto, Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Nobelin palkinto hiukkasfysiikkaan 2013! Robert Brout (k. 2011), Francois Englert, Peter

Lisätiedot

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson Hiukkasfysiikkaa Tapio Hansson Aineen Rakenne Thomson onnistui irrottamaan elektronin atomista. Rutherfordin kokeessa löytyi atomin ydin. Niels Bohrin pohdintojen tuloksena elektronit laitettiin kiertämään

Lisätiedot

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa Kari Rummukainen Mitä hiukkasfysiikka tutkii? Mitä Oulussa tutkitaan? Opiskelu ja sijoittuminen työelämässä Teoreettinen fysiikka: työkaluja

Lisätiedot

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta CMS-koe CERN 4. heinäkuuta 2012 Yhteenveto CERNin Large Hadron Collider (LHC) -törmäyttimen Compact Muon Solenoid (CMS) -kokeen tutkijat ovat tänään julkistaneet

Lisätiedot

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle?

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle? Mahtuuko kaikkeus liitutaululle? Teoreettinen näkökulma hiukkasfysiikkaan Jaana Heikkilä, CERN, 304-1-007 7.2.2017 Ylioppilas, 2010, Madetojan musiikkilukio, Oulu LuK (Fysiikka, teor. fysiikka), 2013,

Lisätiedot

Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011

Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011 Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011 Higgsin bosoni on ainoa hiukkasfysiikan standardimallin (SM) ennustama hiukkanen, jota ei ole vielä löydetty

Lisätiedot

CERN ja Hiukkasfysiikan kokeet Mikä se on? Mitä siellä tehdään? Miksi? Mitä siellä vielä aiotaan tehdä, ja miten? Tapio Lampén

CERN ja Hiukkasfysiikan kokeet Mikä se on? Mitä siellä tehdään? Miksi? Mitä siellä vielä aiotaan tehdä, ja miten? Tapio Lampén CERN ja Hiukkasfysiikan kokeet Mikä se on? Mitä siellä tehdään? Miksi? Mitä siellä vielä aiotaan tehdä, ja miten? Tapio Lampén CERN = maailman suurin hiukkastutkimuslaboratorio Sveitsin ja Ranskan rajalla,

Lisätiedot

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1 Ydin- ja hiukkasfysiikka 04: Harjoitus 5 Ratkaisut Tehtävä a) Vapautunut energia saadaan laskemalla massan muutos reaktiossa: E = mc = [4(M( H) m e ) (M( 4 He) m e ) m e ]c = [4M( H) M( 4 He) 4m e ]c =

Lisätiedot

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014 CERN ja LHC LHC-kiihdytin ja sen koeasemat sijaitsevat 27km pitkässä tunnelissa noin 100 m maan alla Ranskan ja Sveitsin raja-alueella.

Lisätiedot

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja fysiikan tutkimuslaitos www.helsinki.fi/yliopisto 1 Modernin fysiikan sukupuu Klassinen mekaniikka

Lisätiedot

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Tampere 14.12.2013 Higgsin bosoni Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Perustutkimuksen tavoitteena on löytää vastauksia! yksinkertaisiin peruskysymyksiin. Esimerkiksi: Mitä on massa?

Lisätiedot

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä 4. kesäkuuta 2012 ATLAS koe esitteli uusimmat tuloksensa Higgs-hiukkasen etsinnästä. Tulokset esiteltiin CERNissä pidetyssä seminaarissa joka välitettiin

Lisätiedot

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus Hyvä käyttäjä! Tämä pdf-tiedosto on ladattu Tieteen Kuvalehden verkkosivuilta (www.tieteenkuvalehti.com). Tiedosto on tarkoitettu henkilökohtaiseen käyttöön, eikä sitä saa luovuttaa kolmannelle osapuolelle.

Lisätiedot

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski LHC -riskianalyysi Emmi Ruokokoski 30.3.2009 Johdanto Mikä LHC on? Perustietoa ja taustaa Mahdolliset riskit: mikroskooppiset mustat aukot outokaiset magneettiset monopolit tyhjiökuplat Emmi Ruokokoski

Lisätiedot

Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa

Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja fysiikan tutkimuslaitos www.helsinki.fi/yliopisto 1 Modernin fysiikan sukupuu Klassinen mekaniikka

Lisätiedot

Suomalainen tutkimus LHC:llä. Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos

Suomalainen tutkimus LHC:llä. Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos Suomalainen tutkimus LHC:llä Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos 2.12.2009 Mitä hiukkasfysiikka tutkii? Hiukkasfysiikka tutkii aineen pienimpiä rakennusosia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia.

Lisätiedot

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN 17. helmikuuta 2011 ENERGIA JA HYVINVOINTI TANNER-LUENTO 2011 1 Mistä energiaa saadaan? Perusenergia sähkö heikko paino vahva

Lisätiedot

STANDARDIMALLI. Perus- Sähkö- Elektronin Myonin Taun hiukka- varaus perhe perhe perhe set

STANDARDIMALLI. Perus- Sähkö- Elektronin Myonin Taun hiukka- varaus perhe perhe perhe set STANDARDIMALLI Fysiikan standardimalli on hiukkasmaailman malli, joka liittää yhteen alkeishiukkaset ja niiden vuorovaikutukset gravitaatiota lukuun ottamatta. Standardimallin mukaan kaikki aine koostuu

Lisätiedot

Aineen rakenteesta. Tapio Hansson

Aineen rakenteesta. Tapio Hansson Aineen rakenteesta Tapio Hansson Ykköskurssista jo muistamme... Atomin käsite on peräisin antiikin Kreikasta. Demokritos päätteli alunperin, että jatkuva aine ei voi koostua äärettömän pienistä alkeisosasista

Lisätiedot

Higgsin fysiikkaa. Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos

Higgsin fysiikkaa. Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos Higgsin fysiikkaa Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos Sisällys: Higgsin teoriaa Tarkkuusmittauksia Standardimallin Higgs Supersymmetriset Higgsit Vahvasti vuorovaikuttava Higgsin sektori

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria

Lisätiedot

(Hiukkas)fysiikan standardimalli

(Hiukkas)fysiikan standardimalli Alkeishiukkasista maailmankaikkeuteen: (Hiukkas)fysiikan standardimalli Helsingin Yliopisto Kaikki koostuu alkeishiukkasista: Aine koostuu protoneista, neutroneista ja elektroneista Protonit ja neutronit

Lisätiedot

Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa

Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa CMS- koe raportoi uusissa tuloksissaan Bs- mesonin (B- sub- s) hajoamisesta kahteen myoniin, jolle Standardimalli (SM)

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan uudet teoriat. Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos

Hiukkasfysiikan uudet teoriat. Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos Hiukkasfysiikan uudet teoriat Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos Sisällys: Miksi tarvitaan uutta teoriaa? Supersymmetria Ylimääräiset ulottuvuudet Muita mahdollisuuksia Hiukkasfysiikan

Lisätiedot

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016)

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016) Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016) Kvanttimeri - Kvanttimaailma väreilee (= kvanttifluktuaatiot eli kvanttiheilahtelut) sattumalta suuri energia (tyhjiöenergia)

Lisätiedot

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Aineen olemuksesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Miten käsitys aineen perimmäisestä rakenteesta on kehittynyt aikojen kuluessa? Mitä ajattelemme siitä nyt? Atomistit Loogisen päättelyn

Lisätiedot

Robert Brout. Higgsin bosoni. S. Lehti Fysiikan tutkimuslaitos Helsinki. Francois Englert. sami.lehti@cern.ch. Peter Higgs

Robert Brout. Higgsin bosoni. S. Lehti Fysiikan tutkimuslaitos Helsinki. Francois Englert. sami.lehti@cern.ch. Peter Higgs Robert Brout Higgsin bosoni Francois Englert S. Lehti Fysiikan tutkimuslaitos Helsinki sami.lehti@cern.ch Peter Higgs G.Landsberg in EPS-HEP 2013 2 Muutamia peruskäsitteitä 3 Leptonit: alkeishiukkasia,

Lisätiedot

Vuorovaikutuksien mittamallit

Vuorovaikutuksien mittamallit Vuorovaikutuksien mittamallit Hiukkasten vuorovaikutuksien teoreettinen mallintaminen perustuu ns. mittakenttäteorioihin. Kenttä viittaa siihen, että hiukkanen kuvataan paikasta ja ajasta riippuvalla funktiolla

Lisätiedot

Paula Eerola 17.1.2012

Paula Eerola 17.1.2012 Suomalainen tutkimus LHC:llä Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitostki it 17.1.2012 Mikä on LHC? LHC Large Hadron Collider Suuri Hiukkastörmäytin on CERN:ssä sijaitseva it kiihdytin, toiminnassa

Lisätiedot

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Kati Lassila-Perini Fysiikan tutkimuslaitos Miksi hiukkasia kiihdytetään? Miten hiukkasia kiihdytetään? Mitä törmäyksessä tapahtuu? Miten hiukkasia mitataan? Esitys hiukkasfysiikan

Lisätiedot

Fysiikan nykytila ja saavutukset

Fysiikan nykytila ja saavutukset Fysiikan nykytila ja saavutukset Jako osa-alueisiin Nykyfysiikan jako pääaloihin voidaan tehdä sen perusteella mitä fysiikassa tällä hetkellä tutkitaan aktiivisesti (eli tutkimuskohteen mukaan). Näitä

Lisätiedot

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Kati Lassila-Perini Fysiikan tutkimuslaitos Miksi hiukkasia kiihdytetään? Miten hiukkasia kiihdytetään? Mitä törmäyksessä tapahtuu? Miten hiukkasia mitataan? Esitys hiukkasfysiikan näkökulmasta, vastaavia

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria

Lisätiedot

Alkeishiukkaset. perushiukkaset. hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat

Alkeishiukkaset. perushiukkaset. hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat Alkeishiukkaset perushiukkaset kvarkit (antikvarkit) leptonit (antileptonit) hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat baryonit mesonit mittabosonit eli vuorovaikutuksien välittäjähiukkaset Higgsin

Lisätiedot

Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se?

Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se? Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se? Kari Rummukainen Fysiikan laitos & Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) Helsingin Yliopisto Kari Rummukainen Hiukkasfysiikka + kosmologia Varhainen maailmankaikkeus

Lisätiedot

Fysiikan Nobel 2008: Uusia tosiasioita aineen perimmäisistä rakenneosasista

Fysiikan Nobel 2008: Uusia tosiasioita aineen perimmäisistä rakenneosasista Fysiikan Nobel 2008: Uusia tosiasioita aineen perimmäisistä rakenneosasista K. Kajantie keijo.kajantie@helsinki.fi Tampere, 14.12.2008 Fysiikan (teoreettisen) professori, Helsingin yliopisto, 1970-2008

Lisätiedot

Flrysikko Higgs iuhli. löytymistä 4. z.totz

Flrysikko Higgs iuhli. löytymistä 4. z.totz H elsin 6tN S.rrwonÄ1..7.A0,S Vahva todiste himoitusta Higgsistä Higgsin hiukkasta on kaivattu tukemaan fysiikan perusteoriaa. Mutta vielä pitäisi varrnistaa pari asiaa. Nyt on löytynyt sen näköinen hiukkanen'

Lisätiedot

Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire CERN on maailman suurin hiukkasfysiikan tutkimuslaitos Ranskan ja Sveitsin rajalla lähellä Geneveä Peruste;u 1954 Suomi lii;yi 1991 21 jäsenmaata

Lisätiedot

Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku. Oili Kemppainen

Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku. Oili Kemppainen Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku Oili Kemppainen 29.09.2009 Hiukkasfysiikka tutkii luonnon perusrakenteita Käsitykset aineen rakenteesta ja luonnonlaeista muuttuneet radikaalisti Viimeisin murros 1960-

Lisätiedot

Lataa Maailmanlopun hiukkanen - Sean Carroll. Lataa

Lataa Maailmanlopun hiukkanen - Sean Carroll. Lataa Lataa Maailmanlopun hiukkanen - Sean Carroll Lataa Kirjailija: Sean Carroll ISBN: 9789525985276 Sivumäärä: 351 Formaatti: PDF Tiedoston koko: 25.68 Mb Viime vuosikymmenten merkittävin löytö fysiikassa

Lisätiedot

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka 766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 5 Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 04 Hiukkasfysiikka Hiukkaskiihdyttimet Ydin- ja hiukkasfysiikan varhaisvaiheessa

Lisätiedot

CERN-matka

CERN-matka CERN-matka 2016-2017 UUTTA FYSIIKKAA Janne Tapiovaara Rauman Lyseon lukio http://imglulz.com/wp-content/uploads/2015/02/keep-calm-and-let-it-go.jpg FYSIIKKA ON KOKEELLINEN LUONNONTIEDE, JOKA PYRKII SELITTÄMÄÄN

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset

Perusvuorovaikutukset Perusvuorovaikutukset Mikko Mustonen Mika Kainulainen CERN tutkielma Nurmeksen lukio Syksy 2009 Sisältö 1 Johdanto... 3 2 Perusvuorovaikutusten historia... 3 3 Teoria... 6 3.1 Gravitaatio... 6 3.2 Sähkömagneettinen

Lisätiedot

8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia

8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia 8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia Aineen alkeellisin rakenne Miten hiukkasia tutkitaan? Hiukkaset ja vuorovaikutukset Kvarkit Symmetriat ja vuorovaikutuksien yhtenäistäminen Maailmankaikkeuden rakenne Varhainen

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan kokeet

Hiukkasfysiikan kokeet Hiukkasfysiikan kokeet Santeri Laurila Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) kalvot: Santeri Laurila, Kati Lassila-Perini, Mikko Voutilainen, Lauri A. Wendland Hiukkasfysiikan kokeet 1 / 54

Lisätiedot

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita

Lisätiedot

Atomimallit. Tapio Hansson

Atomimallit. Tapio Hansson Atomimallit Tapio Hansson Atomin käsite Atomin käsite on peräisin antiikin Kreikasta. Filosofi Demokritos päätteli (n. 400 eaa.), että äärellisen maailman tulee koostua äärellisistä, jakamattomista hiukkasista

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan kokeet

Hiukkasfysiikan kokeet Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) kalvot: Santeri Laurila,, Mikko Voutilainen, Lauri A. Wendland 1 / 54 Fysiikan teoria ja kokeet Teoria Kokeet 1. Hiukkaskiihdyttimet 2. Ilmaisimet 3. Data-analyysi

Lisätiedot

Osassa 1 käsiteltiin siirtymää klassisesta fysiikasta moderniin fysiikkaan, fysiikan suhdetta muihin tieteenaloihin ja roolia tieteellisessä

Osassa 1 käsiteltiin siirtymää klassisesta fysiikasta moderniin fysiikkaan, fysiikan suhdetta muihin tieteenaloihin ja roolia tieteellisessä Yhteenveto Tällä kurssilla on keskitytty fysiikan suuriin linjoihin ja pyritty antamaan yleiskuvaa mitä fysiikka pitää sisällään. Kurssin punaisena lankana on ollut siirtyminen klassisesta 1800-luvun fysiikasta

Lisätiedot

MasterClass 14. Hiukkasfysiikan kokeet

MasterClass 14. Hiukkasfysiikan kokeet MasterClass 14 Hiukkasfysiikan kokeet Mikko Voutilainen Helsingin yliopisto osa kalvoista: Lauri A. Wendland Hiukkasfysiikan kokeet CERNissä 1 / 54 Koe ja teoria kohtaavat Teoria Kokeet Hiukkasfysiikan

Lisätiedot

AVOIN HIUKKASFYSIIKAN TUTKIMUSDATA OPETUSKÄYTÖSSÄ

AVOIN HIUKKASFYSIIKAN TUTKIMUSDATA OPETUSKÄYTÖSSÄ Pro gradu -tutkielma Fysiikan opettaja AVOIN HIUKKASFYSIIKAN TUTKIMUSDATA OPETUSKÄYTÖSSÄ Sanni Suoniemi 2014 Ohjaaja: Heimo Saarikko Tarkastajat: Heimo Saarikko ja Ismo Koponen HELSINGIN YLIOPISTO FYSIIKAN

Lisätiedot

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson Kosmologia Kosmologiaa tutkii maailmankaikkeuden rakennetta ja historiaa Yhdistää havaitsevaa tähtitiedettä ja fysiikkaa Tämän hetken

Lisätiedot

Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa. Tapio Hansson

Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa. Tapio Hansson Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa Tapio Hansson Laskentoa SI-järjestelmä soveltuu hieman huonosti kvantti- ja hiukaksfysiikkaan. Sen perusyksiköiden mittakaava

Lisätiedot

LHC kokeet v J.Tuominiemi /

LHC kokeet v J.Tuominiemi / J.Tuominiemi / 28.12.2011 LHC kokeet v. 2011 CERNin LHC törmäytin oli talviseisokissa 6.12.2010 lähtien aina helmikuuhun 2011. Laitteistoa huollettiin ja tehtiin parannustöitä. Samoin LHC koeasemia huollettiin

Lisätiedot

raudan ja nikkelin paikkeilla: on siis mahdollista vapauttaa ytimen energiaa joko fuusioimalla tätä pienempiä ytimiä tai fissioimalla raskaampia.

raudan ja nikkelin paikkeilla: on siis mahdollista vapauttaa ytimen energiaa joko fuusioimalla tätä pienempiä ytimiä tai fissioimalla raskaampia. Vinkkejä tenttiin lukemiseen Virallisesti kurssin kirjoina on siis University Physics ja Eisberg&Resnick, mutta luentomoniste paljastaa, mitä olen pitänyt tärkeänä, joten jos et ymmärrä luentomuistiinpanojen

Lisätiedot

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä Tämä on teoreettisen fysiikan professori Erkki Thunebergin virkaanastujaisesitelmä, jonka hän piti Oulun yliopistossa 8.11.2001. Esitys on omistettu professori

Lisätiedot

Kvan%fysiikan historiaa

Kvan%fysiikan historiaa Kvan%fysiikan historiaa (hiukkasfysiikkaan painottunut katsaus!) 1900: Planckin säteilylaki 1905: Einsteinin selitys valosähköilmiölle 1913: Bohrin atomimalli 1924: de Broglien aaltohiukkasdualismi 1925:

Lisätiedot

Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta

Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta teoreetikon näkökulmasta Aleksi Vuorinen Bielefeldin yliopisto CERN, 3.6.2013 Sisältö Johdanto Motivaatiota Luonnon skaalat ja effektiiviset teoriat Alkeishiukkaset ja vuorovaikutukset Standardimallin

Lisätiedot

Kvarkeista kvanttipainovoimaan ja takaisin

Kvarkeista kvanttipainovoimaan ja takaisin 1/31 Kvarkeista kvanttipainovoimaan ja takaisin Niko Jokela Hiukkasfysiikan kesäkoulu Helsinki 18. toukokuuta 2017 2/31 Säieteorian perusidea Hieman historiaa 1 Säieteorian perusidea Hieman historiaa 2

Lisätiedot

Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa

Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa Sami RäsänenR SISÄLTÖ: Vahvojen vuorovaikutusten teorian (=QCD) historiaa Olomuodon muutos ydinaineesta kvarkkiaineeseen Kvarkkiaineen kokeellinen tutkimus,

Lisätiedot

Hiukkaskiihdyttimet. Tapio Hansson

Hiukkaskiihdyttimet. Tapio Hansson Hiukkaskiihdyttimet Tapio Hansson Miksi kiihdyttää hiukkasia? Hiukkaskiihdyttimien kehittäminen on ollut ehkä tärkein yksittäinen kehityssuunta alkeishiukkasfysiikassa. Hyöty, joka saadaan hiukkasten kiihdyttämisestä

Lisätiedot

Neutriino-oskillaatiot

Neutriino-oskillaatiot Neutriino-oskillaatiot Seminaariesitys Joonas Ilmavirta Jyväskylän yliopisto 29.11.2011 Joonas Ilmavirta (JYU) Neutriino-oskillaatiot 29.11.2011 1 / 16 Jotain vikaa β-hajoamisessa Ytimen β-hajoamisessa

Lisätiedot

Kesätöihin CERNiin? Santeri Laurila & Laura Martikainen Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) Santeri Laurila & Laura Martikainen / HIP

Kesätöihin CERNiin? Santeri Laurila & Laura Martikainen Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) Santeri Laurila & Laura Martikainen / HIP Kesätöihin CERNiin? Santeri Laurila & Laura Martikainen Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) 1 CERN LHC CMS HIP! LHC on maailman suurin hiukkaskiihdytin CERNissä Sveitsin ja Ranskan rajalla! Suomen CERN-yhteistyötä

Lisätiedot

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto Neutriinofysiikka Tvärminne 27.5.2010 Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto Neutriinon keksiminen Ongelma 1900-luvun alusta: beetahajoamisessa syntyvän neutriinon energiaspektri on jatkuva.

Lisätiedot

KVANTTIKOSMOLOGIAA VIRKAANASTUJAISESITELMÄ, PROFESSORI KIMMO KAINULAINEN. Arvoisa Dekaani, hyvä yleisö,

KVANTTIKOSMOLOGIAA VIRKAANASTUJAISESITELMÄ, PROFESSORI KIMMO KAINULAINEN. Arvoisa Dekaani, hyvä yleisö, VIRKAANASTUJAISESITELMÄ, 12.12.2012 PROFESSORI KIMMO KAINULAINEN KVANTTIKOSMOLOGIAA Arvoisa Dekaani, hyvä yleisö, Kosmologia on tiede joka tutkii maailmankaikkeutta kokonaisuutena ja sen kehityshistoriaa.

Lisätiedot

12. Hiukkasfysiikka Peruskäsitteitä. Antihiukkaset

12. Hiukkasfysiikka Peruskäsitteitä. Antihiukkaset LaFy IV, 2016 153 12. Hiukkasfysiikka Hiukkasfysiikan voidaan katsoa alkaneen siitä, kun Thomson löysi elektronin v. 1897. Rutherford löysi kulta-atomin ytimen v. 1913. Hän myös nimesi vetyatomin ytimen

Lisätiedot

Uudet kokeet testaavat maailmankaikkeuden kohtalon: Muuttuuko kaikki aine lopulta säteilyksi?

Uudet kokeet testaavat maailmankaikkeuden kohtalon: Muuttuuko kaikki aine lopulta säteilyksi? Uudet kokeet testaavat maailmankaikkeuden kohtalon: Muuttuuko kaikki aine lopulta säteilyksi? Ainetta ja sen perusosasia, protoneja, pidetään ikuisesti pysyvinä. Eräät hiukkasfysiikan teoriat ennustavat

Lisätiedot

Valkoineni Kääpiö. Gammapurkauksen jälkihehku Tähtikuvioiden mytologiaa

Valkoineni Kääpiö. Gammapurkauksen jälkihehku Tähtikuvioiden mytologiaa Valkoineni Kääpiö Gammapurkauksen jälkihehku Tähtikuvioiden mytologiaa Jyväskylän Sirius VALKOINEN ry KÄÄPIÖ 2/2008 2 Kesä 2008 1 2 Kesä 2008 VALKOINEN KÄÄPIÖ 25. vuosikerta TÄSSÄ NUMEROSSA: Hanna Parviaisen

Lisätiedot

Theory Finnish (Finland) Suuri hadronitörmäytin (Large Hadron Collider, LHC) (10 pistettä)

Theory Finnish (Finland) Suuri hadronitörmäytin (Large Hadron Collider, LHC) (10 pistettä) Q3-1 Suuri hadronitörmäytin (Large Hadron Collider, LHC) (10 pistettä) Lue erillisessä kuoressa olevat yleisohjeet ennen tämän tehtävän aloittamista. Tässä tehtävässä tarkastellaan maailman suurimman hiukkasfysiikan

Lisätiedot

Galaksit ja kosmologia 53926, 5 op, syksy 2015 D114 Physicum

Galaksit ja kosmologia 53926, 5 op, syksy 2015 D114 Physicum Galaksit ja kosmologia 53926, 5 op, syksy 2015 D114 Physicum Luento 12: Varhainen maailmankaikkeus 24/11/2015 www.helsinki.fi/yliopisto 24/11/15 1 Tällä luennolla käsitellään 1. Varhaisen maailmankaikkeuden

Lisätiedot

QCD vahvojen vuorovaikutusten monimutkainen teoria

QCD vahvojen vuorovaikutusten monimutkainen teoria QCD vahvojen vuorovaikutusten monimutkainen teoria Aleksi Vuorinen Helsingin yliopisto Hiukkasfysiikan kesäkoulu Helsingin yliopisto, 18.5.2017 Päälähde: P. Hoyer, Introduction to QCD, http://www.helsinki.fi/~hoyer/talks/mugla_hoyer.pdf

Lisätiedot

Atomin ydin. Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N

Atomin ydin. Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N Atomin ydin ytimen rakenneosia, protoneja (p + ) ja neutroneja (n) kutsutaan nukleoneiksi Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N saman

Lisätiedot

Korrelaatiofunktio ja pionin hajoamisen kinematiikkaa

Korrelaatiofunktio ja pionin hajoamisen kinematiikkaa Korrelaatiofunktio ja pionin hajoamisen kinematiikkaa Timo J. Kärkkäinen timo.j.karkkainen@helsinki.fi Teoreettisen fysiikan syventävien opintojen seminaari, Helsingin yliopiston fysiikan laitos 11. lokakuuta

Lisätiedot

Ydinfysiikka lääketieteellisissä sovelluksissa

Ydinfysiikka lääketieteellisissä sovelluksissa Ydinfysiikka lääketieteellisissä sovelluksissa Ari Virtanen Professori Jyväskylän yliopisto Fysiikan laitos/kiihdytinlaboratorio ari.j.virtanen@jyu.fi Sisältö Alkutaival Sädehoito Radiolääkkeet Terapia

Lisätiedot

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava

Fysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia

Lisätiedot

Sekalaisia aiheita. Hiukkaskiihdyttimet ja uudet hiukkaset

Sekalaisia aiheita. Hiukkaskiihdyttimet ja uudet hiukkaset Sekalaisia aiheita Hiukkaskiihdyttimet ja uudet hiukkaset Hiukkaskiihdyttimiä alettiin kehittää 1930-luvulla. Niiden ideana on kiihdyttää hiukkasia suuriin nopeuksiin ja antaa hiukkasten törmätä joko toisiinsa

Lisätiedot

Kuva 2. LHC-dipolimagneetin poikkileikkaus, jossa näkyy suprajohtavan magneettikelan paikka suihkuputkien ympärillä.

Kuva 2. LHC-dipolimagneetin poikkileikkaus, jossa näkyy suprajohtavan magneettikelan paikka suihkuputkien ympärillä. CERNin LHC-projekti CERN:issä vuoden 2009 lopussa käynnistetty LHC (Large Hadron Collider, kts. http://lhc.web.cern.ch/lhc/) on maailman suurin hiukkaskiihdytinlaitteisto. Se on kahden suprajohteisia magneetteja

Lisätiedot

FYSH300 Hiukkasfysiikka valikoe, 4 tehtavaa, 3h. Palauta kysymyspaperit ja taulukot vastauspaperisi mukana!

FYSH300 Hiukkasfysiikka valikoe, 4 tehtavaa, 3h. Palauta kysymyspaperit ja taulukot vastauspaperisi mukana! FYSH300 Hiukkasfysiikka 20.5.201. 2. valikoe, 4 tehtavaa, 3h. Palauta kysymyspaperit ja taulukot vastauspaperisi mukana! 1. a) Tarkastellaan alla olevaa ylempaa kuvaa, jossa on kuvattuna mittaustulos sironnan

Lisätiedot

Neutriinojen sekoitusmatriisin Majorana-vaiheet

Neutriinojen sekoitusmatriisin Majorana-vaiheet Neutriinojen sekoitusmatriisin Majorana-vaiheet Hannu Hakalahti Pro Gradu-tutkielma Jyväskylän yliopisto, Fysiikan laitos 10.4.2013 Ohjaaja: Jukka Maalampi Kiitokset Haluan kiittää vanhempiani henkisestä

Lisätiedot

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET KAIKKI HAVAITTAVA ON AINETTA TAI SÄTEILYÄ 1. Jokainen rakenne rakentuu pienemmistä rakenneosista. Luonnon rakenneosat suurimmasta pienimpään galaksijoukko

Lisätiedot

M-teoria: mitä? missä? milloin? Osmo Pekonen

M-teoria: mitä? missä? milloin? Osmo Pekonen M-teoria: mitä? missä? milloin? Osmo Pekonen Kohta päättyvän vuosisadan suuriin avoimiin tieteellisiin kysymyksiin kuuluu fysiikan kahden perusteorian suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan yhteensovittaminen.

Lisätiedot

FYS08: Aine ja Energia

FYS08: Aine ja Energia FYS08: Aine ja Energia kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty 6.12.2009 Sisältö 1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.1. Sähkömagneettinen säteily 3 1.2. Mustan kappaleen säteily 3 1.3. Kvantittuminen

Lisätiedot

Tervetuloa. Espoon yhteislyseo, Ivalon ja Kuninkaantien lukiot

Tervetuloa. Espoon yhteislyseo, Ivalon ja Kuninkaantien lukiot Tervetuloa Espoon yhteislyseo, Ivalon ja Kuninkaantien lukiot 18.1.2017 Yleisesittely: Mikä CERN on ja mitä täällä tehdään? Timo Hakulinen BE/ICS Lyhyt Intro: mistä on kysymys Paikka, jossa paiskataan

Lisätiedot

KERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT

KERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT KERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT 1. a) Karkea virhe on seurausta mittaamisvälineen epätarkoituksenmukaisesta ja väärästä käsittelystä tai lukemavirheestä. Mittaussarjan karkeat virheet paljastuvat usein tuloksia

Lisätiedot

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka 1 766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 4 Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 01 6 Radioaktiivisuus Kuva 1 esittää radioaktiivisen aineen ydinten lukumäärää

Lisätiedot

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka 1 76633A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 3 5-3 Kuorimalli Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 011 Kuva 7-13 esittää, miten parillis-parillisten ydinten ensimmäisen

Lisätiedot

tutkijankloppi pani fysiikan uusiksi...

tutkijankloppi pani fysiikan uusiksi... Cromalin-godk. Red sek.: Layouter: HB.: Prod.: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 39 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 Niels

Lisätiedot

MAAILMANKAIKKEUDEN SYNTY

MAAILMANKAIKKEUDEN SYNTY MAAILMANKAIKKEUDEN SYNTY Maailmankaikkeuden synty selitetään nykyään ns. alkuräjähdysteorian ( Big Bang ) avulla. Alkuräjähdysteorian mukaan maailmankaikkeus syntyi tyhjästä tai lähes tyhjästä äärettömän

Lisätiedot

SUURITIHEYKSINEN PARTONIMATERIA

SUURITIHEYKSINEN PARTONIMATERIA SUURITIHEYKSINEN PARTONIMATERIA Sisältö Luonnolliset yksiköt Kvanttikromodynamiikka (Quantum Chromo Dynamics, QCD) Elektroni-protoni -sironta (Deep Inelastic Scattering, DIS) Väri-lasi-kondensaatti (Color

Lisätiedot

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos 1917: Einstein sovelsi yleistä suhteellisuusteoriaa koko maailmankaikkeuteen Linnunradan eli maailmankaikkeuden

Lisätiedot

Sisältö. Artikkelit. Viitteet. Artikkelilisenssit

Sisältö. Artikkelit. Viitteet. Artikkelilisenssit Sisältö Artikkelit Kvanttikenttäteoria 1 Vuorovaikutus 1 Sähkömagneettinen vuorovaikutus 2 Kenttä (fysiikka) 4 Kvanttisähködynamiikka 12 Sähkövaraus 13 Hiukkasfysiikan standardimalli 18 Mittabosoni 21

Lisätiedot

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00

FY8_muistiinpanot. Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. 10. marraskuuta 2013 10:00 FY8 Sivu 1 FY8_muistiinpanot 10. marraskuuta 2013 10:00 Opettajamme tekemät PowerPoint-muistiinpanopohjat puuttuvat tästä tiedostosta tekijänoikeussyistä. FY8 Sivu 2 Sähkömagneettinen säteily s. 5 11.

Lisätiedot

KVANTTITELEPORTAATIO. Janne Tapiovaara. Rauman Lyseon lukio

KVANTTITELEPORTAATIO. Janne Tapiovaara. Rauman Lyseon lukio KVANTTITELEPORTAATIO Janne Tapiovaara Rauman Lyseon lukio BEAM ME UP SCOTTY! Teleportaatio eli kaukosiirto on scifi-kirjailijoiden luoma. Star Trekin luoja Gene Roddenberry: on huomattavasti halvempaa

Lisätiedot

Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys

Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys Tarkastellaan maailmankaikkeuden pientä pallomaista laajenevaa osaa, joka sisältää laajenemisliikkeessä olevia galakseja. Olkoon pallon säde R, massa M ja maailmankaikkeuden

Lisätiedot