ppt - Server der Fachgruppe Physik der RWTH Aachen
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T.Hebbeker Jan. 2002 Seminar SS 2002 RWTH: Moderne Methoden/Experimente der Teilchen- und Astroteilchenphysik Berger, Böhm, Flügge, Grünewald, Hebbeker, Mnich, Struczinski, Wallraff Elementarteilchenphysik/Astroteilchenphysik Seminarthemen Organisation http://www.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/sem02.html Das Standardmodell der Teilchenphysik T.Hebbeker Jan. 2002 Materie: Spin ½ - Fermionen: Leptonen: Quarks: Wechselwirkungen: Spin 1 – Eichbosonen: elektroschwach: stark: Photon g masselos Z-Boson Z 91 GeV W-Boson W+ W- 80 GeV Gluon g masselos (Fast) alle experimentellen Daten werden akkurat beschrieben! Teilchenphysik und Astrophysik T.Hebbeker Jan. 2002 Dunkle Materie = Neutralino ? (Supersymmetrie) Teilchenbeschleuniger untersuchen Prozesse 10 10s nach dem Urknall Materie- AntimaterieAsymmetrie ? Fundamentale Fragen • • • • • • • • • • • • T.Hebbeker Jan. 2002 Gibt es das Higgs-Boson ? 1,16 Gibt es Korrekturen zum Standardmodell ? 17, 18 Ist die Natur „supersymmetrisch“ ? 10,16 Haben Neutrinos eine Masse ? 6,7 Gibt es genau 3 Familien ? Warum ? Verstehen wir die Gravitation ? 10, Dunkle Materie ? 11 Dunkle Energie ? 14 Warum ist das Universum „flach“ ? 13 Wie funktionieren kosmische Beschleuniger ? 19 Gibt es Antimaterie im Universum ? Warum nicht ? ... 12 T.Hebbeker Jan. 2002 Methoden der experimentellen Teilchenphysik Werkzeuge: • Teilchenbeschleuniger • Teilchendetektoren Unschärferelation: x 1/ E Neue schwere Teilchen (Masse m): HOHE Studium der Kräfte bei hohen Energien: ENERGIE ! (Big Bang!) Mögliche Seminarthemen (Teilchenphysik) T.Hebbeker Jan. 2002 No SPRECHER THEMA BETREUER 1 Das Standardmodell der Teilchenphysik 2 Einführung in die Kosmologie 3 Astroteilchenphysik - Überblick 4 Grundlagen von Teilchendetektoren 5 Einführung in Teilchenbeschleuniger 6 Atmosphärische Neutrinos 7 Solare Neutrinos 8 Messungen zur CP-Verletzung 9 Gross-Detektoren an Hadron-Kollidern 10 Dunkle Materie – experimentelle und theor. Grundlagen 11 Die Suche nach Dunkler Materie 12 Suche nach Antimaterie im Weltraum 13 Neue Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung 14 Messung der komologischen Expansion mit Supernovae 15 Gamma Ray Burster 16 Suche nach dem Higgs und anderen neuen Teilchen 17 Tests der Quantenchromodynamik 18 Präzisionsmessungen zur elektroschwachen Wechselwirkung 19 Kosmische Teilchenbeschleuniger 20 Nachweis hochenergetischer kosmische Strahlung 21 Vom starken zum schwachen Isospin 22 Das Verhältnis der Elemente H/D/He im frühen Universum T.Hebbeker Jan. 2002 (3) Astroteilchenphysik • geladene kosmische Strahlung • hochenergetische Photonen • Neutrinos (Supernovae, Sonne, ?) • Antimaterie-Kerne ? • Dunkle Materie ? (4) Grundlagen von Teilchendetektoren (9) Grossdetektoren an Hadronkollidern T.Hebbeker Jan. 2002 T.Hebbeker Jan. 2002 (5) Einführung in Teilchenbeschleuniger T.Hebbeker Jan. 2002 (6) Atmosphärische Neutrinos (7) Solare Neutrinos Neutrino-Sorten wandeln sich ineinander um! Neutrinos haben Masse ! T.Hebbeker Jan. 2002 (8) Messungen zur CP-Verletzung P 1964: C K l 0 CP 1 2001: CP 1 B J / K s 0 B 0 J / K s Materie-Antimaterie-Asymmetrie! T.Hebbeker Jan. 2002 (10) Dunkle Materie – Experimentelle und Theoretische Grundlagen Simulation Materieverteilung Universum Halo um Galaxien ? T.Hebbeker Jan. 2002 (11) Die Suche nach Dunkler Materie – Experimente auf der Erde und im Weltraum CRESST AMS (12) Suche nach Antimaterie im Weltraum Antigalaxien ? Antisterne ? Antiatome ? Antikerne ! T.Hebbeker Jan. 2002 T.Hebbeker Jan. 2002 (13) Neue Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung Flachheit des Raumes ? Galaxienentwicklung ? ... T.Hebbeker Jan. 2002 (14) Messung der kosmologischen Expansion mit Supernovae Supernovae Typ Ia Helligkeit = „Standardkerze“ Alter T.Hebbeker Jan. 2002 (15) Gamma Ray Burster mysteriöse kurze (Sekunden - Tage) hochenergetische Ausbrüche extragalaktisch ? Quellen ? Energie ? „Nachglühen“ (sichtbares Licht) T.Hebbeker Jan. 2002 (16) Suche nach dem Higgs-Boson und anderen neuen Teilchen Higgs: Neutrales Spin-0 Boson Fundamental: erzeugt Masse aller Teilchen ! Erzeugung und Zerfall bei LEP: (17) Tests der Quantenchromodynamik (18) Präzisionsmessungen zur elektroschwachen Wechselwirkg. T.Hebbeker Jan. 2002 (19) Kosmische Teilchenbeschleuniger T.Hebbeker Jan. 2002 (20) Nachweis hochenergetischer kosmischer Strahlung
