Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte
Werbung
Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Exzellenzcluster Universe Stephan Paul TU-­‐München Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 1 Exzellenzcluster Universe Geschichte des Universums Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 2 Exzellenzcluster Universe Geschichte des Universums Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 2 Exzellenzcluster Universe Die Bausteine der Welt Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 3 Exzellenzcluster Universe Die Bausteine der Welt Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 5 Exzellenzcluster Universe Geschichte des Universums Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 6 Exzellenzcluster Universe 10-43 Sek. nach dem Urknall: Der Vorhang hebt sich! Raum und Zeit sind schaumig…. Superstrings: eine ‘Weltformel’ ? § Alle Kräfte sind vereint § Die Welt ist 10-dimensional § Doch nur 4 Dimensionen haben an der Expansion des Raumes teilgenommen, § Die anderen Dimensionen sind aufgerollt Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 7 Exzellenzcluster Universe 10-35 bis 10-32 Sekunden nach dem Urknall Inflation: Innerhalb von 10-32 Sekunden expandiert der Raum um das 1050-fache § Quantenfluktuationen in der Energiedichte werden verstärkt (3 K Hintergrundstrahlung) § Sie bilden die Grundlage für die spätere Entstehung von Galaxien Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 8 Exzellenzcluster Universe 10-34 bis 10-33 Sekunden nach dem Urknall Ba Ein winziger Überschuss von Materie zu Antimaterie wird erzeugt Aus der 1 in der neunten Stelle hinter dem Komma sind WIR gemacht Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 9 Exzellenzcluster Universe 10-34 bis 10-33 Sekunden nach dem Urknall Ba Ein winziger Überschuss von Materie zu Antimaterie wird erzeugt Aus der 1 in der neunten Stelle hinter dem Komma sind WIR gemacht Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 9 Exzellenzcluster Universe Bis 10-6 Sekunden nach dem Urknall Suppe aus Elementarteilchen und Austauschbosonen in steter WW Abkühlung durch räumliche Expansion • Änderung der Stärke der Kräfte • Die Wechselwirkungen erhalten ihre Identität Vortrag: Jennifer Girrbach Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 10 Exzellenzcluster Universe 10-4 bis 10-2 Sekunden nach dem Urknall Proton und Neutron kondensieren aus Suppe von Quarks und Gluonen (Quark-Gluon Plasma) Ansicht eines Protons mit hoher Auflösung Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 11 Exzellenzcluster Universe CERN – Herr der Ringe Ringbeschleuniger Beschleungungsstrecke Umlenkmagnete CERN -­‐ Vortrag: Peter Jenni Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 12 Exzellenzcluster Universe CERN – Herr der Ringe Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 12 Exzellenzcluster Universe CERN – Herr der Ringe Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 12 Exzellenzcluster Universe CERN – Herr der Ringe Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 12 Exzellenzcluster Universe CERN – Herr der Ringe 8.6 km CERN -­‐ Vortrag: Peter Jenni Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 12 Exzellenzcluster Universe CERN Beschleuniger und der LHC Ziel: 7 TeV auf 7 TeV Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 13 Exzellenzcluster Universe CERN Beschleuniger und der LHC Seit 11. April 2012 : 4 TeV auf 4 Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 13 Exzellenzcluster Universe Eindrücke eines Superdetektors Breite: 44m Durchmesser: 22m Gewicht: 7000 T Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 14 Exzellenzcluster Universe Eindrücke eines Superdetektors Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 14 Exzellenzcluster Universe Eindrücke eines Superdetektors Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 14 Exzellenzcluster Universe Eindrücke eines Superdetektors Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 14 Exzellenzcluster Universe 10-2 – 103 Sekunden nach dem Urknall Entstehung der ersten Elemente: Primordiale Nukleosynthese Es gibt keine stabilen Elemente mit A=5 4He ist Endstation Relevante Größe: Lebensdauer Neutron Die ersten 3 Minuten sind vorüber Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 15 Exzellenzcluster Universe Messung der Lebensdauer -40 kV Protondetektor Spulen 1m -10 kV 1.1 m Füllschlitz Speichervolumen 700 l 0V 16 Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 16 Exzellenzcluster Universe Messung der Lebensdauer 1m 1.1 m 16 Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 16 Exzellenzcluster Universe Teilchenphysik mit Neutronen: Forschungsneutronenquelle FRM II der TUM – Vortrag: Winfried Petry Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 17 Exzellenzcluster Universe 105 und 109 Jahre nach dem Urknall Nach 105 Jahren: Entstehung der Atome Weltall wird transparent für Photonen Nach 109 Jahren: Entstehung der Sterne und Galaxien Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 18 Exzellenzcluster Universe Orion Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 19 Exzellenzcluster Universe Orion Beteigeuze Bellatrix Jakobsstab Orionnebel Saiph Rigel Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 19 Exzellenzcluster Universe Orion Beteigeuze Bellatrix Jakobsstab Orionnebel Saiph Rigel Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 19 Exzellenzcluster Universe Orion Beteigeuze Bellatrix Jakobsstab Orionnebel Saiph Rigel Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 19 Exzellenzcluster Universe Reionisation Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 20 Exzellenzcluster Universe Reionisation (Gritschneder et al. 2007 – Univ. Cluster) Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 20 Exzellenzcluster Universe Höchstleistungsrechnen: LRZ in Garching (BAdW) Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 21 Exzellenzcluster Universe Höchstleistungsrechnen: LRZ in Garching (BAdW) SUPERMUC: weltweit Nr 6 Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 21 Exzellenzcluster Universe Elemententstehung – was macht ein Stern? Kernfusion in Zentrum der Sonne: ! 4 p " 4He + 2e+ + 2νe (+ 26.7 MeV) Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 22 Exzellenzcluster Universe Licht und Neutrinos von der Sonne… Stimmt das? Farbe repräsentiert Anzahl der rekonstruierten Neutrinoreationen im Wassertank Farbe repräsentiert Wellenlänge des sichtbaren Lichtes SCHWACHE KRAFT ELEKTROMAGNETISMUS Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 23 Exzellenzcluster Universe Licht und Neutrinos von der Sonne… Stimmt das? Farbe repräsentiert Anzahl der rekonstruierten Neutrinoreationen im Wassertank Farbe repräsentiert Wellenlänge des sichtbaren Lichtes SCHWACHE KRAFT ELEKTROMAGNETISMUS Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 23 Exzellenzcluster Universe Von der Sonne lernen – Fusionsreaktoren Tokamak – IPP Garching (ASDEX upgrade) IPP -­‐ Vortrag: Sibylle Günther Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 24 Exzellenzcluster Universe Von der Sonne lernen – Fusionsreaktoren Stellerator – IPP Greifswald (Wendelstein 7x) IPP -­‐ Vortrag: Sibylle Günther Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 24 Exzellenzcluster Universe Entwicklung der Galaxien eng gekoppelt an Entstehung schwarzer Löcher Ende einer Supernovaexplosion: (z.B.) Schwarzes Loch Im Zentrum jeder Galaxie findet sich ein schwarzes Loch: Beispiel: unsere Milchstraße Bild im Nah-infraroten (VLT) Reinhard Genzel – MPE mit ESO Teleskopen Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 25 Exzellenzcluster Universe Entwicklung der Galaxien eng gekoppelt an Entstehung schwarzer Löcher Ende einer Supernovaexplosion: (z.B.) Schwarzes Loch Im Zentrum jeder Galaxie findet sich ein schwarzes Loch: Beispiel: unsere Milchstraße Bild im Nah-infraroten (VLT) Reinhard Genzel – MPE mit ESO Teleskopen Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 25 Exzellenzcluster Universe Unsere Instrumente für große Objekte Universitätsternwarte (LMU) - Wendelstein Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 26 Exzellenzcluster Universe Unsere Instrumente für große Objekte Paranal VLT Chile (ESO) ESO -­‐ Vortrag: Bruno Leibundgut Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 26 Exzellenzcluster Universe Das Dunkle Universum created by PhilHibbs Rotationskurven von Galaxien Dunkle Materie: Intensive Suche § direkt: Boden-basierte Experimente § indirekt: astrophysikalische Beobachtungen – Galaxien, kosmische Hintergrundstrahlung etc § sehr indirekt (Modell-basierend) Simulationen Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 27 Exzellenzcluster Universe Das Dunkle Universum Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 28 Exzellenzcluster Universe Das Dunkle Universum Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 28 Exzellenzcluster Universe Und was war vor dem Big Bang? Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 29 Excellence Cluster Universe Exzellenzcluster Universe Für mehr Details: Ausstellung Deutsches Museum Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 30 30 30 Excellence Cluster Universe Exzellenzcluster Universe Für mehr Details: Ausstellung Deutsches Museum Prof. Dr. Stephan Paul | Die Erforschung des Universums – Warum wir große Forschungsgeräte bauen Dienstag, 14. Mai 13 30 30 30
