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

Samankaltaiset tiedostot
perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson

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

Hiukkasfysiikan luento Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Vuorovaikutuksien mittamallit

Neutriino-oskillaatiot

Hiukkasfysiikkaa teoreetikon näkökulmasta

Aineen rakenteesta. Tapio Hansson

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Neutriinokuljetus koherentissa kvasihiukkasapproksimaatiossa

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

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

Fysiikan nykytila ja saavutukset

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

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä

Perusvuorovaikutukset

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

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Fysiikan Nobel 2008: Uusia tosiasioita aineen perimmäisistä rakenneosasista

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

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

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

Hiukkaskiihdyttimet. Tapio Hansson

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

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

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Suhteellisuusteorian perusteet 2017

Shrödingerin yhtälön johto

Atomimallit. Tapio Hansson

Maailmankaikkeuden synty ja aineen perusrakenne

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

(Hiukkas)fysiikan standardimalli

8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia

Alkeishiukkaset. perushiukkaset. hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat

Moderni fysiikka. Syyslukukausi 2008 Jukka Maalampi

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016)

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 4 Kevät 2017

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

Hiukkasfysiikan kokeet

Suhteellisuusteoria. Jouko Nieminen Tampereen Teknillinen Yliopisto Fysiikan laitos

KERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT

Ydinfysiikkaa. Tapio Hansson

MasterClass 14. Hiukkasfysiikan kokeet

Fysiikan maailmankuva 2015

Atomimallit. Tapio Hansson

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi

Kvarkeista kvanttipainovoimaan ja takaisin

Hiukkasfysiikan kokeet

763105P JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 1 Ratkaisut 4 Kevät 2016

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

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

FY1 Fysiikka luonnontieteenä

Fysiikka 8. Aine ja säteily

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle?

Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku. Oili Kemppainen

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se?

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

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen

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

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai

Klassisssa mekaniikassa määritellään liikemäärä p kl näin:

Bohr Einstein -väittelyt. Petteri Mäntymäki Timo Kärkkäinen

Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

Vedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen

Fysiikkaa runoilijoille Osa 2: suppea suhteellisuusteoria

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta

Harjoitellaan voimakuvion piirtämistä

Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa

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

SUHTEELLISUUSTEORIAN TEOREETTISIA KUMMAJAISIA

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1

Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa

Suhteellisuusteorian vajavuudesta

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi

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

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

Sisältö. Artikkelit. Viitteet. Artikkelilisenssit

FYS08: Aine ja Energia

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

FYS01: Fysiikka luonnontieteenä

KYSYMYS: Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan.

Transkriptio:

Mistä aine koostuu? - kaikki aine koostuu atomeista - atomit koostuvat elektroneista, protoneista ja neutroneista - neutronit ja protonit koostuvat pienistä hiukkasista, kvarkeista

Alkeishiukkaset - hiukkasten jako ominaisuuksiensa perusteella johti kvarkkiteoriaan, jonka mukaan hiukkaset koostuvat vielä pienemmistä rakenneosasista - loput hiukkaset ovat leptoneita tai välittäjähiukkasia - kaikilla hiukkasilla on antihiukkanen - hiukkasen ja antihiukkasen kohdatessa tapahtuu annihilaatio

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

Mitä kvarkit ovat?

Kvarkit - kvarkkilajeja on kuusi: ylös u, alas d, lumo c, outo s, huippu t ja pohja b - kvarkin sähkövaraus on joko -⅓ e tai +⅔ e - hadronit ovat hiukkasia, jotka koostuvat kvarkeista - kvarkit voivat muodostaa hiukkasia kahden tai kolmen kvarkin yhdistelminä

Hiukkasten pysyvyys - hiukkaset ovat hyvin lyhytikäisiä - elinikää ei voida ennustaa, voidaan antaa tietty todennäköisyys - kuvataan suureella keskielinaika:

Hiukkastutkimus - halutaan selvittää maailmankaikkeuden olemusta - saadaan selville aineen rakenne - voidaan selittää havaittuja asioita, kuten erilaisia vuorovaikutuksia - ensimmäinen kokeellisesti löydetty hiukkanen oli elektroni

Oppilastyö: Hiukkastutkimuskeskukset Sivulla 136 löytyy taulukko hiukkastutkimuskeskuksista. Tutustu tutkimuskeskuksen Internet-sivuihin ja etsi vastaukset seruaaviin kysymyksiin: a) millaisia kiihdyttimiä keskuksessa on b) mitä tutkimuksia keskuksessa nykyisin tehdään

Hiukkastutkimus: hiukkaskiihdyttimet - tutkitaan hiukkasia törmäyttämällä niitä toisiinsa - mahdollistaa saavuttamaan hiukkasten suuren liike-energian - kiihdytyksessä käytetään sähkökenttiä, liikkeen suunnan muuttamiseen magneettikenttiä - kiihdyttimet voidaan jakaa yksinkertaisella tavalla 1. lineaarikiihdyttimiin Linac, Van De Graaff 2. kehäkiihdyttimiin syklotroni, synkrosyklotroni, synkrotoni

Hiukkaskiihdyttimen toiminta

Hiukkastutkimus - törmäysasemilla pyritään havaitsemaan kaikki reaktiossa syntyneet hiukkaset - havaitseminen perustuu hiukkasten vuorovaikutukseen aineen kanssa - jotkin hiukkaset aiheuttavat signaalin osuessaan valittuun aineeseen, voidaan havaita signaali-ilmaisimilla - hiukkasten etenemistä voidaan seurata ratailmaisimilla kuten sumukammiolla tai kuplakammiolla - nykyisin käytetään sähköisiä ilmaisimia, joista yleisimmät ovat kaasutäytteinen ilmaisin ja puolijohdeilmaisin

Perusvuorovaikutukset - perusvuorovaikutuksia on neljä: gravitaatio, sähkömagneettinen, vahva ja heikko vuorovaikutus - gravitaatiovuorovaikutus: tulee merkittäväksi ainakin toisen kappaleen massan ollessa suuri - sähkömagneettinen vuorovaikutus: sähkövaraus voi olla positiivinen tai negatiivinen, sähköinen voima voi olla veto- tai poistovoima - vahva vuorovaikutus: hallitseva kvarkkien välinen vuorovaikutus - heikko vuorovaikutus: kvarkit ja leptonit kokevat heikkoa vuorovaikutusta, yleisintä ydinhiukkasten sisällä olevien kvarkkien välillä

Välittäjähiukkaset - perusvuorovaikutukset voidaan selittää välittäjähiukkasten avulla - fotoni toimii sähköisen vuorovaikutuksen välittäjähiukkasena - vahvan vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen on gluoni - välittäjähiukkasena heikossa vuorovaikutuksessa toimii välibosoni

Suhteellisuusteoria - hiukkasilla on hyvin suuri nopeus ja erittäin suuri liike-energia - klassisen mekaniikan mallit eivät enää päde, jolloin tarvitaan uusi teoria - perustana valonnopeuden vakioisuus: valonnopeus on sama kaikille havaitsijoille - pätee inertiaalikoordinaatistoissa, jotka ovat tasaisessa liikkeessä toistensa suhteen - Mitä aiheuttaa? - mitatut aikavälit tai matkat voivat saada eriarvoja eri koordinaatistoissa

GPS:n toiminta - paikannuslaite yhteydessä vähintään neljään eri satelliittiin - paikka voidaan määrittää tarkasti ajasta, joka kuluu satelliitin lähettämän signaalin saavuttamiseen paikannuslaitteen - tarvitaan suhteellisuusteorian korjaukset

Aikadilaatio - tarkoittaa ajan venymistä - aikadilaation yhtälö - myonien havaitseminen maapallolla perustuu aikadilaatioon: myonien koordinaatistossa aika etenee hitaammin

Pituuskontraktio - lepokoordinaatistossa mitatut etäisyydet ovat pidempiä kuin liikkuvassa koordinaatistossa mitatut - ilmiötä kutsutaan pituuskontraktioksi, jolle voidaan esittää yhtälö - myonin koordinaatistossa etäisyys sen syntykohdasta maanpinnalle on lyhyempi kuin maasta mitattu etäisyys

Liike-energia ja liikemäärä - hiukkasten nopeuksien lähestyessä valonnopeutta niiden liike-energia ja liikemäärä lähestyvät ääretöntä - liikemäärä noudattaa suurissa nopeuksissa lauseketta - syklotronissa kiihdytettävän hiukkasen liikeyhtälö