Laboratoriot ja kokeet

Samankaltaiset tiedostot
Paula Eerola

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

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

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

CLIC-TUTKIMUSPROJEKTI

Alkeishiukkaset. perushiukkaset. hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat

Hiukkaskiihdyttimet. Tapio Hansson

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

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

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

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

LHC kokeet v J.Tuominiemi /

Triggeri. Tuula Mäki

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto

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

Tervetuloa Pohjois-Tapiolan, Tapiolan ja Viherlaakson lukiot

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

Tervetuloa. Espoon yhteislyseo, Ivalon ja Kuninkaantien lukiot

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus

Hiukkasfysiikan kokeet

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

MasterClass 14. Hiukkasfysiikan kokeet

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä

Kosmisten säteiden EMMA-koe

sähköverkossa Suprajohtavan käämin suunnitteluperiaatteita eri käämigeometriat (Cont,) 1 Suprajohtavuus sähköverkossa Risto Mikkonen

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

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

8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia

Korrelaatiofunktio ja pionin hajoamisen kinematiikkaa

Neutriinokuljetus koherentissa kvasihiukkasapproksimaatiossa

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Hiukkasfysiikan kokeet

Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen

Neutriino-oskillaatiot

Maailmankaikkeuden synty ja aineen perusrakenne

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

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

Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se?

Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa

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

Hiukkasfysiikkaa teoreetikon näkökulmasta

Higgsin fysiikkaa. Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

Hiukkasfysiikan avointa dataa opetuskäytössä

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson

Väitöskirja Fermilabista! Timo Aaltonen Helsingin Yliopisto Collider Detector at Fermilab (CDF)

Katri Vala heating and cooling plant - Eco-efficient production of district heating and cooling

ReFuel 70 % Emission Reduction Using Renewable High Cetane Number Paraffinic Diesel Fuel. Kalle Lehto, Aalto-yliopisto 5.5.

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 2 Kevät 2017

Yleisimmät käämigeometriat. 1 DEE Suprajohtavuus Risto Mikkonen

Fysiikan historia kevät 2011 Luento 13

7.4 Variability management

Capacity Utilization


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

16. Allocation Models

Higgsin hiukkasta tutkimassa LHC:llä

Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku. Oili Kemppainen

BRUTTO PINTA- ALA (M 2 ) KEHYKSEN MATERIAAL I. EA-HP-1500/47-18 Super heat ALUMIINI 1, , *1680*110 59

Neutrino Oscillation. Matthew Posik. Temple University

Hiukkasfysiikan luento Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Pitkäaikaissäilytyksen haasteet hiukkasfysiikassa

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

Flrysikko Higgs iuhli. löytymistä 4. z.totz

RAIN RAKENTAMISEN INTEGRAATIOKYVYKKYYS

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

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

Aineen rakenteesta. Tapio Hansson

[FOX]World Cup Quebec 2017 elää / FIS Cross- Country World Cup FinalOnline Coverage 17 March 2017 Game-Roster.

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 3 Kevät E 1 + c 2 m 2 = E (1) p 1 = P (2) E 2 1

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

erilaisten mittausmenetelmien avulla

1. Gender - Sukupuoli N = Age - Ikä N = 65. Female Nainen. Male Mies

TÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA

Transverse Jet Shape Modification in Pb Pb Collisions at s NN = 2.76 TeV from Two Particle Correlations. Jussi Viinikainen

The CCR Model and Production Correspondence

VIRTUAALIKONEEN TESTAAMINEN

TM ETRS-TM35FIN-ETRS89 WTG

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

1. SIT. The handler and dog stop with the dog sitting at heel. When the dog is sitting, the handler cues the dog to heel forward.

FYSIIKAN TUTKIMUSLAITOKSEN JOHTOKUNNAN KOKOUS 3/15 PÖYTÄKIRJA

Mistä kilpailukykyä kotimaiseen tuotantoon? Tuotannon ulkomaille siirtämisen haasteet

Metsälamminkankaan tuulivoimapuiston osayleiskaava

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Results on the new polydrug use questions in the Finnish TDI data

Alternative DEA Models

Biometaanin tuotannon ja käytön ympäristövaikutusten arviointi

Millainen on viihtyisä kaupunki ja miten sitä mitataan?

KMTK lentoestetyöpaja - Osa 2

SUOMEN AKATEMIAN JULKAISUJA 13/02. Suomen kansallinen CERN-strategia vuosille TYÖRYHMÄN EHDOTUS

Vision of the Power System 2035

Transkriptio:

Laboratoriot ja kokeet Osa 2. Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos 24.5.2010

Aiheet CERN LHC ja LHC-kokeet Fermilab Tulevaisuuden suunnitelmat P. Eerola, AFO 26.5.2010 2

The Tevatron pp collider: 6.5 km circumference Beam energy: 980 GeV s=1.96 TeV 36 bunches: Time between bunches: t=396 ns Main challenges: Anti-proton production and storage Irregular failures: Quenches CDF and DØ experiments: 700 physicists/experiment Chicago 3

P. Eerola, AFO 26.5.2010 4

P. Eerola, AFO 26.5.2010 5

P. Eerola, AFO 26.5.2010 6

P. Eerola, AFO 26.5.2010 7

P. Eerola, AFO 26.5.2010 8

P. Eerola, AFO 26.5.2010 9

P. Eerola, AFO 26.5.2010 10

P. Eerola, AFO 26.5.2010 11

P. Eerola, AFO 26.5.2010 12

P. Eerola, AFO 26.5.2010 13

P. Eerola, AFO 26.5.2010 14

P. Eerola, AFO 26.5.2010 15

P. Eerola, AFO 26.5.2010 16

P. Eerola, AFO 26.5.2010 17

P. Eerola, AFO 26.5.2010 18

P. Eerola, AFO 26.5.2010 19

Tevatron Integrated Luminosity Ldt= 6.9 fb -1 N event = cross section x Ldt x Efficiency Given by Nature (calculated by theorists) accelerator Detector (Experimentalist) 20

CDF Core detector operates since 1985: Central Calorimeters Central muon chambers Major upgrades for Run II (2003 ): Drift chamber: COT Silicon: SVX, ISL, L00 8 layers 700k readout channels 6 m 2 material:15% X 0 Forward calorimeters Forward muon system Improved central too Time-of-flight Preshower detector Timing in EM calorimeter Trigger and DAQ 21

DØ Detector Retained from Run I Excellent muon coverage Compact high granularity LAr calorimeter New for run 2: 2 Tesla magnet Silicon detector Fiber tracker Trigger and Readout Forward roman pots 22

DØ Detector 23

Higgsin löytyminen mahdollista, Tevatron toimii loistavasti Kokeiden ikääntyminen ja säteilyvauriot riski 24

LHC vs. Tevatron LHC (design) LHC (juuri nyt) Tevatron (achieved) Törmäysenergia 14 TeV 7 TeV 1.96 TeV Kimppujen lkm 2808 6 36 Kimppujen väli 25 ns 396 ns Suihkujen kokonaisenergia 360 MJ ~muutama MJ 1 MJ Huippuluminositeetti 10 33-10 34 cm -2 s -1 7 x 10 28 cm -2 s -1 3.5 x 10 32 cm -2 s -1 Integroitu luminositeetti / vuosi 10-100 fb -1 ~1 fb -1? ~2 fb -1 Design-LHC: 7x törmäysenergia, 3-30 x luminositeetti, vaikutusalat 10-1000 x isompia Nyt: vielä on matkaa, mutta Tevatroniakin on käytetty vuodesta 1985 25

Mitä seuraavaksi? Tevatron: 2011 loppuun (jatko 2014 asti?) LHC: 2010-2011 7 TeV, 2013 14 TeV LHC upgrade : intensiteetin nosto Seuraavaksi: Linear Collider e + e - korkealla energialla (500 GeV 3 TeV?) Muon Collider Neutriinokokeet...??? P. Eerola, AFO 26.5.2010 26

e + e - vs Hadron Colliders Circular colliders: Pro: Reuse their power on each turn Con: Synchrotron radiation reduces energy of particles Problem worsens with m 4 Linear colliders: Particle sees each component just once Now more cost-effective for electrons than circular collider => proposal of ILC (=International Linear Collider) Energy loss per turn: Energy loss: e vs p 27

Lineaariset e + e - törmäyttimet ILC International Linear Collider 0.5-1 TeV CLIC Compact Linear Collider 3 TeV P. Eerola, AFO 26.5.2010 28

CLIC P. Eerola, AFO 26.5.2010 29

ILC Baseline Configuration - Schematic 500 GeV CM 1 TeV CM 30 ~30km, 31.5MV/m 2820 bunches, spaced 300ns 5 times per second Luminosity 2 10 34 Paula Eerola Juni 2007

Myonitörmäytin Törmäysenergia: pistemäiset törmäävät hiukkaset (vrt. protonit) Ei merkittävää jarrutussäteilyä (vrt. e + e - ), kompakti Kaksoiskäyttö: voidaan käyttää myös intensiivisten neutriinosuihkujen tuottoon Tällä hetkellä suurin kiinnostus Fermilabissa + µ + 50 % + 50 % µ µ e ν eν e ν eν ν e ν e ν µ 50 % + 50 % µ µ ν Produces high energy ν e, above τ threshold Muon Collider: Zisman March 6, 2010 31

...toisaalta... Myonien tuotto hankalaa (p π µ) Alhainen tuottotodennäköisyys, alkuperäisellä protonisuihkulla täytyy olla hyvin suuri intensiteetti Tuotetut myonit eivät monoenergeettisiä, tarvitaan erilaisia jäähdytys - ym. systeemejä homogeenisen myonisuihkun aikaansaamiseksi Myoneilla on lyhyt elinaika! 2.2 µs omassa leposysteemissä Suihkun tuoton, käsittelyn ja kiihdytyksen täytyy tapahtua nopeasti! Myonien hajoamisissa tuotetut elektronit lämmittävät magneetteja ja aiheuttavat taustasignaaleja detektoreissa P. Eerola, AFO 26.5.2010 32

Neutriinot Neutriinojen luonne (Majorana vai Dirac) ja massat (oskillaatiot) intensiivisen tutkimuksen kohteena Neutriinokokeita (kiihdyttimellä tuotetut neutriinot) tällä hetkellä: CERN Opera detektori, Gran Sasso (Italia), Fermilab Minos detektori, Soudan (US), T2K (Japani) Muita kokeita iso liuta: KATRIN, NEMO3, CUORE/Cuoricino, Gerda, SNO, Borexino, Kamland, Miniboone... Pyhäsalmen kaivoksen neutriinokoesuunnitelmat P. Eerola, AFO 26.5.2010 33

Yhteenveto Elämme mielenkiintoisia aikoja LHC juuri käynnistynyt edellinen suurkiihdytin käynnistyi 1989 (LEP)! Valtava määrä uutta dataa odotettavissa ainakin seuraavalle 10:lle vuodelle Tevatron kilpailuttaa vielä LHC:tä Uusista suurprojekteista päätetään luultavasti vasta sitten, kun LHC:n tulokset on analysoitu kunnolla, ja meillä on parempi tiekartta tulevaisuuden hiukkastutkimukseen P. Eerola, AFO 26.5.2010 34

KIITOS MIELENKIINNOSTA! P. Eerola, AFO 35