Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:



Samankaltaiset tiedostot
perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

Hiukkasfysiikan luento Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

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

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

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

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

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

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

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

Aineen rakenteesta. Tapio Hansson

Alkeishiukkaset. perushiukkaset. hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat

Fysiikan Nobel 2008: Uusia tosiasioita aineen perimmäisistä rakenneosasista

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria

Atomimallit. Tapio Hansson

Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku. Oili Kemppainen

Maailmankaikkeuden synty ja aineen perusrakenne

Atomimallit. Tapio Hansson

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus

Perusvuorovaikutukset

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle?

Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

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

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

Hiukkasfysiikkaa teoreetikon näkökulmasta

Neutriino-oskillaatiot

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

QCD vahvojen vuorovaikutusten monimutkainen teoria

Robert Brout. Higgsin bosoni. S. Lehti Fysiikan tutkimuslaitos Helsinki. Francois Englert. Peter Higgs

Fysiikan nykytila ja saavutukset

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Neutriinokuljetus koherentissa kvasihiukkasapproksimaatiossa

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä

Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se?

Vuorovaikutuksien mittamallit

FYS08: Aine ja Energia

Valkoineni Kääpiö. Gammapurkauksen jälkihehku Tähtikuvioiden mytologiaa

SUURITIHEYKSINEN PARTONIMATERIA

tutkijankloppi pani fysiikan uusiksi...

(Hiukkas)fysiikan standardimalli

8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia

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

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

12. Hiukkasfysiikka Peruskäsitteitä. Antihiukkaset

Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

Flrysikko Higgs iuhli. löytymistä 4. z.totz

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Fysiikan maailmankuva 2015

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

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

KERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT

Hiukkasfysiikan kokeet

Säteily ja suojautuminen Joel Nikkola

Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta

FYSIIKAN PRELIMINÄÄRI 2013

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

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

Hiukkasfysiikan kokeet

AVOIN HIUKKASFYSIIKAN TUTKIMUSDATA OPETUSKÄYTÖSSÄ

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

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

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Ydinfysiikka lääketieteellisissä sovelluksissa

CERN-matka

FYS01: Fysiikka luonnontieteenä

Oppikirja (kertauksen vuoksi)

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

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

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

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Kandidaatintutkielma. CP-rikko neutraalien kaonien hajoamisreaktioissa

Neutriinojen sekoitusmatriisin Majorana-vaiheet

7A.5 Protoni ja neutroni

Tehtävän eri osat arvostellaan 1/3 pisteen tarkkuudella, ja loppusumma pyöristetään kokonaisiksi

Paula Eerola

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai

MasterClass 14. Hiukkasfysiikan kokeet

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016)

MAAILMANKAIKKEUDEN KEHITYS

1. (d) Aineet asettuvat tiheyksien mukaiseen järjestykseen, aineen A tiheys on suurin ja aineen C pienin. Näin ollen järjestys on C,B ja A.

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

Kvarkeista kvanttipainovoimaan ja takaisin

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

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

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Transkriptio:

Alkeishiukkaset

Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi toisinaan alkeishiukkasiksi luetaan myös kvarkeista muodostuneet hiukkaset joita kutsutaan hadroneiksi. http://www.youtube.com/watch?v=dzginarueku

Perushiukkasiin kuuluu 12 hiukkasta, 6 kvarkkia ja 6 leptonia jotka kaikki jakautuvat elektronin, myonin ja taun perheisiin Perushiukkaset

Elektronin perhe Kaikki näkyvä aine koostuu standardimallin mukaan elektronin perheen hiukkasista (=u- ja d-kvarkit, elektronit ja elektronin neutriinot) Kvarkit: ylös-kvarkki, up: Massa kaikista kvarkeista pienin helpoin havaita kokeellisesti. Kuuluu kolmeen teoreettisesti ensimmäiseksi löydettyyn kvarkkiin. (1964 Murray Gell-Mann ja George Zweig). Koska kvarkkeja ei esiinny yksin, u-kvarkki esiintyy erilaisissa hiukkasissa. Esimerkiksi yhdessä d-kvarkin kanssa neutroneissa ja protoneissa. D-kvarkki havaittiin myös vuonna 1964, ja sen massa on toiseksi pienin kaikista kvarkeista.

Elektronin perhe, leptonit Elektronin löysi Joseph John Thompson vuonna 1896. Elektorni on tavallisin sähkövirran kuljettaja ja sen sähkövaraus on negatiivinen, yhden alkeisvarauksen suuruinen. Elektronit ovat sijoittuneet atomissa eri orbitaaleille. Kuten kaikilla hiukkasilla, myös elektronilla on antihiukkanen, ja sillä on erityisnimi, positroni. Wolfgang Paul ennusti elektronin neutriinon olemassaolon teoreettisesti jo vuonna 1930, beetahajoamisen puuttuvana palasena. Kokeellisesti se havaittiin kuitenkin vasta vuonna 1956, ydinreaktiosta tulevasta valtavasta määrästä hiukkasia. Neutriinolla ei ole sähkövarausta, ja painovoiman vaikutus siihen on olematon, muta sen massaa ei ole vielä mitattu. Ne läpäisevät kaiken materian, eikä niitä voida havaita suoraan. Niitä tutkitaan reaktioiden avulla ydinvoimaloissa ja hiukkaskiihdyttimissä. Neutriinot hajoavat heikossa vuorovaikutuksessa vapaina, ja voivat myös hajota atomin ytimessä beetahajoamisessa. Niiden puoliintumisaika on noin 15 minuuttia.

Myonin perhe Myoni, myonin neutriino, lumo (c), outo (s) Syntyvät pionejen hajotessa Myonin massa 200-kertainen elektroniin nähden Karl David Andersson v.1936 Voi muodostaa Myoniumin materiaan jäädessään Lumo (sv: 2/3e) Outo (95%) tai Alas (5%) Outo (sv: -1/3e) on kevyin kvarkki Myonin neutriino on pysyvä hiukkanen

Taun perhe Taun massa 17krt myonin massa, Tau on epästabiili Tau, taun neutriino, tosi (t) (truth tai top), kaunis (b) (beauty tai bottom) Tau havaittiin epäsuorasti 1974-1977, ja Martin Lewis Pearl sai Nobelin sen löytämisestä v.1995 Voi muodostaa eksoottisia atomeja mm. Taoniumin tai Oniumin Tosi-kvarkki (sv: 2/3e) on raskain alkeishiukkanen (lukuunottamatta Higgsiä) eikä täten muodosta lainkaan hadroneita. Se voidaan havaita vain muodostamalla pari t- antikvarkin kanssa Kaunis-kvarkki (sv:-1/3e) on raskain kvarkki joka pystyy muodostamaan Hadroneita, vaikka sen elinaika on hyvin lyhyt. Se havaittiin ensi kertaa v. 1977

Alkeishiukkasbosonit Gluoni, vahva vuorovaikutus W- ja Z-bosonit, heikko vuorovaikutus Fotoni, sähkömagneettinen vuorovaikutus Gravitoni, gravitaatiovuorovaikutus Higgsin bosoni

http://www.thingsmadethinkable.com/item/elementary

Hadronit Hadroni on kvarkeista koottu hiukkanen, joten se ei sinänsä ole alkeishiukkanen. Hadronit jaetaan baryoneihin ja mesoneihin. Baryonit koostuvat kolmesta kvarkista, joista tunnetuimpia ovat protoni (uud) ja neutroni (udd). Muita Baryoneja ovat mm. lambda (uds) ja omega (sss). Mesonit puolestaan koostuvat kvarkista ja antikvarkista, esimerkiksi pioni (ud), joista myonit muodostuvat. Toinen tunnettu mesoni on kaoni (s,u-antikvarkki), jossa s-kvarkki on ollut ensimmäisen kerran näkyvillä.

Lähteet proj-cngs.web.cern.ch http://www.thingsmadethinkable.com/item/elementary_particles.php www.manep.ch www.karlgaff.com www-donut.fnal.gov github.com wikipedia.org www4.nau.edu http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/part-flash.html