Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen

Samankaltaiset tiedostot
Hiukkasfysiikka, kosmologia, ja kaikki se?

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

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

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

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

Hyvä käyttäjä! Ystävällisin terveisin. Toimitus

(Hiukkas)fysiikan standardimalli

Hiukkaskiihdyttimet. Tapio Hansson

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

Hiukkasfysiikkaa teoreetikon näkökulmasta

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

Paula Eerola

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Tervetuloa. Espoon yhteislyseo, Ivalon ja Kuninkaantien lukiot

Vuorovaikutuksien mittamallit

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

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

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016)

Hiukkasfysiikan avointa dataa opetuskäytössä

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

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta

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

LHC kokeet v J.Tuominiemi /

Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa

CERN-matka

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle?

Hiukkasfysiikan kokeet

Hiukkasfysiikan kokeet

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

Uusimmat tulokset ATLAS-kokeen Higgs hiukkasen etsinnästä

MasterClass 14. Hiukkasfysiikan kokeet

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson

Tervetuloa Pohjois-Tapiolan, Tapiolan ja Viherlaakson lukiot

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

Mikä on CERN? Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

Hiukkasfysiikan luento Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Maailmankaikkeuden synty ja aineen perusrakenne

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

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

Fysiikan nykytila ja saavutukset

Lataa Maailmanlopun hiukkanen - Sean Carroll. Lataa

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

Triggeri. Tuula Mäki

Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin

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

Kosmos = maailmankaikkeus

Gravitaatioaallot - uusi ikkuna maailmankaikkeuteen

Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta

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

Hiukkasten lumo: uuden fysiikan alku. Oili Kemppainen

Lukioiden kansainvälistä tiedeopiskelua

Kosmologia ja alkuaineiden synty. Tapio Hansson

Korrelaatiofunktio ja pionin hajoamisen kinematiikkaa

Fysiikan Nobel 2008: Uusia tosiasioita aineen perimmäisistä rakenneosasista

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

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson

Alkeishiukkaset. perushiukkaset. hadronit eli kvarkeista muodostuneet sidotut tilat

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto

Fysiikan maanalaisen tutkimuksen nykytila Suomessa

Planck ja kosminen mikroaaltotausta

Flrysikko Higgs iuhli. löytymistä 4. z.totz

Kosmologian yleiskatsaus. Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos

AVOIN HIUKKASFYSIIKAN TUTKIMUSDATA OPETUSKÄYTÖSSÄ

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

8. Hiukkasfysiikka ja kosmologia

Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto.

Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys

Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria

Fysiikkaa runoilijoille Osa 6: kosmologia

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

QCD vahvojen vuorovaikutusten monimutkainen teoria

Kvarkeista kvanttipainovoimaan ja takaisin

Kvarkkiaineen tutkimus CERN:n ALICE-kokeessa

Higgsin fysiikkaa. Katri Huitu Fysiikan laitos, AFO Fysiikan tutkimuslaitos

Lataa Ensimmäinen sekunti - Silminnäkijän kertomus - Kari Enqvist. Lataa

Atomimallit. Tapio Hansson

Friedmannin yhtälöt. Einsteinin yhtälöt isotrooppisessa, homogeenisessa FRW-universumissa 8 G 3. yleisin mahdollinen metriikka. Friedmannin yhtälö

CLIC-TUTKIMUSPROJEKTI

Pimeä energia. Hannu Kurki- Suonio Kosmologian kesäkoulu 2015 Solvalla

erilaisten mittausmenetelmien avulla

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

Aineen rakenteesta. Tapio Hansson

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä

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

Kosmologia on yleisen suhteellisuusteorian sovellus suurimpaan mahdolliseen systeemiin: tutkitaan koko avaruuden aikakehitystä.

Valkoinen Kääpiö. Osittainen auringonpimennys Kallioplanetaarion kuulumisia

Perusvuorovaikutukset

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

Neutriinokuljetus koherentissa kvasihiukkasapproksimaatiossa

Supernova. Joona ja Camilla

10 häkellyttävä tosiseikkaa CERNin suuresta törmäyttimestä jotka tulee tietää

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Fysiikan maailmankuva 2015

Transkriptio:

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa Kari Rummukainen

Mitä hiukkasfysiikka tutkii? Mitä Oulussa tutkitaan? Opiskelu ja sijoittuminen työelämässä Teoreettinen fysiikka: työkaluja (fysikaalisten) ongelmien mallintamiseen ja ratkaisuun Matematiikalla keskeinen osuus Koulutus on tutkimuspainotteinen, mutta sijoittuminen yliopistojen ulkopuolelle on ollut hyvä (Nokia research, VTT,...) Täysin kansainvälinen ala Erikoistuminen tyypillisesti vasta graduvaiheessa

Ylioppilas, Nurmeksen lukio 1981 Teor. fysiikan opiskelu, Helsingin Yliopisto FK 1987, FT 1990 Työura: CERN, Geneve 1991 93 Indiana University, USA 93 96 Bielefeld University, Saksa 96 97 NORDITA, Kööpenhamina 97 2002 Helsingin yliopisto 02 03 CERN, Geneve 03 06 Oulun Yliopisto 06 >

Mitä teoreettinen hiukkasfysiikka tutkii? Mistä aine koostuu? Fysiikan lait? Mitä maailmankaikkeuden alkuhetkillä tapahtui? Miten aine on syntynyt? Miten aine käyttäytyy hyvin suurissa lämpötiloissa (alkuräjähdys) ja/tai tiheyksissä (supernovat, neutronitähdet > mustat aukot). 2 viimeistä tutkimuksen kohteena Oulussa

Hiukkasfysiikan skaalat Paljon toimintaa nyt & lähitulevaisuudessa!

Hiukkasfysiikan kokeita : Kosmologia hiukkaskiihdyttimet kosmiset säteet

Hiukkasfysiikan standardimalli: Sisältää tunnetut alkeishiukkaset ja vuorovaikutukset: fotoni gluoni Z ja W bosonit Higgs Toimii kokeellisesti todella hyvin! (70 luku > nyt) Viitteitä siite että se on 'pettämässä'!

Standardimalli (SM) ei selitä: Maailmankaikkeuden koostumus: 4% tavallinen aine (SM) 22% pimeä aine (eksoottinen hiukkanen?) 74% pimeä energia (SM: 10120 kertaa liian suuri!)

Standardimalli ei myöskään selitä: Miksi (tavallista) ainetta on ylipäänsä olemassa? Miksi ei antiainetta? (4% ainetta ~ ¼ protonia /kuutiometri) Painovoima? Lisäksi: Standardimalli on ruma: paljon parametrejä jne. Hienosäätöongelma: luontainen validiteettialue loppumassa suurilla energioilla? Uusi fysiikka häämöttää? Uudet hiukkaskiihdyttimet, LHC (CERN) Kosmologiset havainnot (Mikroaaltotausta)

Hiukkaskiihdyttimet: Kiihdytetään hiukkaset (protonit) suureen nopeuteen Törmäytetään kiinteään kohteeseen (ennen) tai vastakkaiseen suuntaan kulkevaan hiukkassuihkuun (nykyään) Energia > uusia hiukkasia

LHC: Tällä hetkellä Cernissä rakennetaan LHC hiukkas kiihdytintä (Large Hadron Collider): 27 km:n ympärysmittainen rengas protonit kiihdytetään energiaan 7 TeV / protoni vastakkaisiin suuntiin kiertävät protonit törmäävät koeasemissa (Alice, ATLAS, CMS, LHCb) Valmistuu 2007 (Pää)tehtävät: Löytää Higgsin hiukkanen Löytää viitteitä uudesta fysiikasta Tutkia ns. kvarkki gluoniplasmaa Myös teoreetikoilla paljon töitä!

LHC:n koealueiden sijainti:

Tunneli: ahdas, suprajohtavat dipolimagneetit

ATLAS:

(Mahdollisia) tuloksia: Ei löydy mitään: SM pulassa (ja teoreetikot)! Jos/kun Higgs löytyy, SM on valmis Löytyykö Higgsin lisäksi uutta fysiikkaa? Toivottavasti! Vain uusi fysiikka antaisi informaatiota pimeästä aineesta & energiasta. Mitä standardimallin jälkeen? useita teoreettisia vaihtoehtoja: supersymmetria (suosituin) uudet ulottuvuudet yhtenäisteoriat supersäikeet...

Kosmologia: uusi fysiikka tärkeää mikroaaltotaustasäteily; galaksien tiheysjakautuma... WMAP satelliitin mittaama mikroaalto taustasäteilyn epähomogeenisuus

Raskasionitörmäys: little bang (Alice, CERN) Raskaat atomiytimet törmäävät > suuri lämpötila Protonit & neutronit sulavat > aineen uusi olomuoto, kvarkki gluoniplasma Esiintyi viimeksi 10 mikrosekunnin ikäisessä maailman kaikkeudessa

Miltä törmäys näyttää? Alice, Pb Pb simulaatio

Törmäyksen vaiheita tutkitaan Oulussa: Tila ennen törmäystä (Janne) Termalisaatio välittömästi törmäyksen jälkeen Kvarkki gluoniplasman ominaisuudet Mitä törmäyksestä tulee ulos? (Jaakko Manninen) Tietokonesimulaatiot usein keskeisessä roolissa IBMSC, CSC, Espoo

Hiukkasfysiikassa (ja kosmologiassa) tapahtuu paljon lähivuosina.

Yhteenveto: Hiukkasfysiikassa eletään jännittäviä aikoja: Standardimallin 30 vuotista auktoriteettiasemaa nakerretaan monelta taholta; hiukkaskiihdyttimet, kosmologia, astrohiukkasfysiikka. Cernin LHC:llä on hyvä mahdollisuus löytää uutta fysiikkaa (Tulokset 2010(?) eteenpäin). Kosmologiasta on tullut täsmätiede: tiukat rajat uudelle fysiikalle.