53
Indul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezs ˝ o MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest és ATOMKI, Debrecen Horváth Dezs ˝ o: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 1/53

Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Indul az LHC: célok, sikerek,problémákHorváth Dezso

MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest

és ATOMKI, Debrecen

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 1/53

Page 2: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

VázlatSzimmetriák, részecskék és kölcsönhatások

CERN és gyorsítói

A nagy hadron-ütközteto(Large Hadron Collider, LHC)

A Compact Muon Solenoid (CMS) kísérlet

2008. szeptember 10: átüto siker

2008. szeptember 19: katasztrófa

Hogyan tovább?

A részecskefizika haszna

Jéki László: Indul a legnagyobb részecskegyorsító10-részes cikksorozat az LHC-ról: http://origo.hu/tudomany

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 2/53

Page 3: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Eloszó

A (részecske)fizika egzakt tudomány:

Pontos matematikai formalizmuson alapszik.

Elmélet érvényes, ha kiszámítható, és eredményegyezik kísérlettel.

Az igazi fogalmak mérheto mennyiségek, a szavakcsak mankók.

Szavak ⇔ pontos matematika és kísérleti tapasztalat

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 3/53

Page 4: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az atomtól a kvarkig

10−10 m

10−14 m

10−15 m

< 10−18 m

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 4/53

Page 5: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

LHC = id ogép??

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 5/53

Page 6: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A mikrovilág vizsgálata: nagy energiaPlanck-állandó:

h = h/(2π) = 1,055·10−34J·s = 1

Fénysebesség: c = 3·108 m/s = 1

Energia:

1 eV = kinetikus energia (e−, ∆U = 1 V)

1 keV = 103 eV; 1 MeV = 106 eV;

1 GeV = 109 eV; 1 TeV = 1012 eV

Einstein:

E = mc2 ⇒ [m] = GeV/c2 = GeV

Tárgy méret, m energia

kicsi 10−3

baktérium 10−5

λ(fény) 10−7 1 eV

atom 10−10 1 keV

atommag 10−14 1 GeV

elektron 10−18 1 TeV

Heisenberg: ∆E ·∆t & h/2; ∆p·∆x & h/2

Nagyobb energia ⇒ kisebb távolság ⇒ mélyebb szerkezet

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 6/53

Page 7: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Szimmetriák a részecskefizikábanfontosabbak, mint kémiában vagy szilárdtestfizikában

Noether–tétel:Globális szimmetria ⇒ megmaradási törvény

Eltolás térben ⇒ impulzusEltolás idoben ⇒ energiaForgatás ⇒ impulzusmomentumElektromágneses mérték- ⇒ töltés

Mértékelmélet: Lokális szimmetria ⇒ kölcsönhatásLokális szimmetria: pontról pontra, meghatározott módon

módosuló

Spontán szimmetriasértés (Higgs-mechanizmus)⇒ tömegek, kiszámíthatóság

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 7/53

Page 8: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Spontán szimmetriasértés⇒ tömeg

Szabadfermion

Higgs-bozon

David J. Miller és CERN: http://www.hep.ucl.ac.uk/∼djm/higgsa.html

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 8/53

Page 9: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A Standard Modell állatkertje

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 9/53

Page 10: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CERN 20 tagországa

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 10/53

Page 11: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CERN kutatói ( felhasználói)

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 11/53

Page 12: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CERN gyorsítói: múlt és jövoLEP: 1989–2000 LHC: 2008–202?

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 12/53

Page 13: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A nagy elektron-pozitron ütközteto (LEP)

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 13/53

Page 14: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Kalorimetria

A CMS-detektor (Compact Muon Solenoid) szelete

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 14/53

Page 15: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

LEP-események:

e+e− → Z∗ →...

pontszeru leptonokütközése

tiszta folyamatok

Tipikus OPAL-esemény

e+e− → W+W−

4 kvark⇓

4 hadronzápor⇓

75 töltött részecske

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 15/53

Page 16: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A Standard Modell diadalútjaMeasurement Fit |Omeas−Ofit|/σmeas

0 1 2 3

0 1 2 3

∆αhad(mZ)∆α(5) 0.02758 ± 0.00035 0.02767

mZ [GeV]mZ [GeV] 91.1875 ± 0.0021 91.1875

ΓZ [GeV]ΓZ [GeV] 2.4952 ± 0.0023 2.4958

σhad [nb]σ0 41.540 ± 0.037 41.478

RlRl 20.767 ± 0.025 20.743

AfbA0,l 0.01714 ± 0.00095 0.01644

Al(Pτ)Al(Pτ) 0.1465 ± 0.0032 0.1481

RbRb 0.21629 ± 0.00066 0.21582

RcRc 0.1721 ± 0.0030 0.1722

AfbA0,b 0.0992 ± 0.0016 0.1038

AfbA0,c 0.0707 ± 0.0035 0.0742

AbAb 0.923 ± 0.020 0.935

AcAc 0.670 ± 0.027 0.668

Al(SLD)Al(SLD) 0.1513 ± 0.0021 0.1481

sin2θeffsin2θlept(Qfb) 0.2324 ± 0.0012 0.2314

mW [GeV]mW [GeV] 80.399 ± 0.025 80.376

ΓW [GeV]ΓW [GeV] 2.098 ± 0.048 2.092

mt [GeV]mt [GeV] 172.4 ± 1.2 172.5

July 2008

Állapot 2008 nyaránvalamennyi kísérlet

sokszáz eredményébol

|Mért–számolt|/szórás

Enyhén eltéro adat évrol

évre változik

Most éppen a

e+e− → Z → bb

elore-hátra aszimmetriája

LEP elektrogyenge munkacsoport:

http://lepewwg.web.cern.ch/

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 16/53

Page 17: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

De hol van a Higgs-bozon?A spontán szimmetriasértés mellékterméke

A fizika legkeresettebb részecskéje, mivela Standard Modell egyetlen hiányzó alkatrésze.

Kísérletileg (még?) nem figyeltük meg, LEP: M(H) > 114.4GeV

Az elmélet szerint léteznie kellmert tömeget teremt és rendbeteszi a divergenciákat

It was in 1972 ... that my life as a boson really began

Igazából 1972-ben kezdodött az életem, mint bozon

Peter Higgs:

My Life as a Boson: The Story of „The Higgs”,Int. J. Mod. Phys. A 17 Suppl. (2002) 86-88.

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 17/53

Page 18: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A Standard Modell problémáiGravitáció? S= 2 graviton?

Aszimmetriák: jobb ⇔ bal világ ⇔ antivilág

Mesterséges tömegkeltés: Higgs-tér kívülrol

19 szabad paraméter: túl sok??

Miért éppen 3 fermioncsalád?

Töltéskvantálás: Qe = Qp, Qd = Qe/3

Nukleon spinje: hogyan áll össze 1/2-dé?

Univerzum tömegének ∼ 20%-a láthatatlan sötét anyag ??

A SM három kölcsönhatási állandója konvergál, de nem találkoziknagy energián. Egyesülo kölcsönhatások?

Természetesség: A Higgs-bozon tömege divergál, fermion-bozonszimmetria eltüntetné

Szuperszimmetria! Mindent rendbehoz, ha létezik. LHC?

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 18/53

Page 19: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CERN és környéke

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 19/53

Page 20: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC eltérít o-mágnesei

1232 szupravezeto mágnes (beszerelés elott)(L = 15 m, M = 35 t, T = 1.9 K, B = 8.3 T)

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 20/53

Page 21: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC eltérít o-mágnese: elv

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 21/53

Page 22: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC eltérít o-mágnese: keresztmetszet

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 22/53

Page 23: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC mágnesei összeszerelve

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 23/53

Page 24: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC CMS–detektora

12500 tonnás digitális kamera:100 M pixel, 40 M kép/mp, 1000 GB/mp adat

Tárolás: 100 kép/mp ⇒ szurés!!Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 24/53

Page 25: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC CMS–detektora(Compact Muon Solenoid)

Súly: 12500 tonna, kétszer annyi vas, mint Eiffel–toronyban

2500résztvevo a világ 35 országából

A világ legnagyobb (szupravezeto) szolenoidja:

belso átméroje 6 m, mágneses tere 4 Tesla

Detektorépítésben magyar részvétel:

Müondetektorok pozicionáló rendszere:

DE Kisérleti Fizikai Int. és ATOMKI

Eloreszórt részecskék észlelése: (Hadron Forward calorimeter, HF)

Készült USA-RU-TR-HU együttmuködésben: RMKI, Budapest

Az elso leeresztett CMS-detektorrész: 2006. nov. 11.

Adatkezelés: LHC Computing Grid RMKI: BUDAPEST

LCG-állomás

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 25/53

Page 26: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Magyar részvétel a CMS-kísérletben:

MTA KFKI RMKI, Budapest (18 fo)

Debreceni Egyetem Kísérleti Fiz. Int. (9 fo)

MTA ATOMKI, Debrecen (7 fo)

Összesen: 34 magyar kutató

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 26/53

Page 27: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Munka a müonkamrákon

Béni Noémi és Szillási Zoltán (Debrecen)Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 27/53

Page 28: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

HF: kvarcszálak acélban

Minden CERN-es magyar fuzte Szálkalibráció kész darabon

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 28/53

Page 29: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CMS mágnese

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 29/53

Page 30: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CMS egyik szelete

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 30/53

Page 31: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CMS belso része

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 31/53

Page 32: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

A CMS lezáró sapkája

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 32/53

Page 33: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

ALICE: A Large Ion Collider Experiment

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 33/53

Page 34: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

ATLAS: mágnesek

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 34/53

Page 35: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Worldwide LHC Computing GridA CMS-kísérlet fo WLCG-állomásai

Magyar Tier-2: RMKI, ELTE, BME

(320, 40 és 14 CPU a CMS és ALICE VO számára)Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 35/53

Page 36: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Ütközonyaláb hozama: luminozitás

L = f nN1N2A

f : körfrekvencia; n: csomagok számaN1,N2 részecske/csomag; A: nyalábok

átfedéseIntegrális luminozitás: (fb−1)

Gyorsító ütközési idoszakR

Ldt

energia (fb−1)

Tevatron 2 TeV 2001-2006 2,5

LHC 14 TeV elso pár nap 0,1

LHC 14 TeV elso pár hónap 1

LHC 14 TeV elso év (kis int.) 10

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 36/53

Page 37: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC muködésének elso idoszaka

1. Értsük meg a detektort: muködés, trigger, kalibráció

2. Mennyire hiteles a szimulációnk? Leírja a SMfolyamatait és a detektort? Egyezik a mért adatokkal?

3. Keresd, amit vársz, vedd észre, amit nem vársz.Látunk eltérést (többletet) valamilyen eloszlásban aháttérszimulációhoz képest? Új fizika vagy hibásháttérbecslés?

4. Új fizika? Keresünk többletet, hiányt vagy másjellegzetes tulajdonságokat (Higgs-bozon, SUSY, ...)

5. Ha tényleg új fizika: Micsoda? Melyik modell? Milyenparaméterekkel?

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 37/53

Page 38: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

LHC: a Jó, a Rossz és a Csúf

JóHatalmas felfedezési potenciál:nagy energia, sokféle ütközés,

óriási luminozitás.

Rossz Az érdekesebb dolgok elofordulásigyakorisága 10−6−10−3

CsúfAz érdekes folyamat mellett

eseményenként még 10-20 p-pütközés, hatalmas kombinatorikus

háttér.

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 38/53

Page 39: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Veszélyeztetjük-e a Naprendszert?

Galaxisok magjában fekete lyukak black hole, BH:MBH > 3 naptömeg, RBH pár km

Bizonyos elméleti modellek szerint nagyenergiájú p-pütközésben keletkezhetnek mikroszkópikus fekete lyukak.

Kis tömegüek, azonnal elpárolognak.

A kozmikus sugarak milliárdszor nagyobb energiávalbombázzák a légkört, Holdat, bolygókat évmilliárdok óta, de

nem keletkezett nagy fekete lyuk.

Az LHC-ben sem valószínu, de meglátjuk???

YouTube animáció

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 39/53

Page 40: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Rengetegféle modell van

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 40/53

Page 41: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Elokészületek az LHC indításához

Tervezés kezdete: 1984 (5 évvel a LEP indulása elott!)

Új detektorüregek kiásása 1998-tól LEP-alagútmegemelkedik muködés közben ⇒ mágnesekpozíciójának folyamatos kompenzálása

LEP leállítása (óriási ellenállás): 2000 vége.

LEP-gyorsító és detektorok eltávolítása: 2001

9300 mágnes ellenorzése (javítása!), levitele,összehegesztése: 2002-2007.

Mágnesek lehutése 1,9 K-re (hidegebb, mint a világur):2008 jan-aug

Protoncsomag belövése: 2008. szept.

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 41/53

Page 42: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC muködési elve

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 42/53

Page 43: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC vezérloterme, 2008.09.10

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 43/53

Page 44: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

2008.09.10: protonok körbemennek!!

10:17 10:25

09:35 10:15

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 44/53

Page 45: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Felkészülés a gyorsító-üzemmódra: a hiba

A dipólmágnesek áramának fokozatos növelése (kb.9000 A-re) szektoronként történt.

A 8 szektorból 7 áramát sikeresen felhozták

Szept. 19: A 8.-nál kiolvadt egy forrasztás két mágnesközött. Sokezer volt, ív, lyuk a hutorendszer csövén,több tonna szuperfolyékony hélium lökésszeruen kifúj,kilökve a helyérol több 35-tonnás mágnest.

Mintegy 20 mágnest javítás céljából a felszínre kellhozni: a felmelegítés nagyon lassú, hónapokig tartott.

A 48 tartalékmágnesbol pótolják öket, de a cserére kéthónap kell.

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 45/53

Page 46: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

LHC-szektorok 2008.10.11-én

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 46/53

Page 47: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Az LHC jöv ore tényleg elindul

Idén ugyan az LHC nem fog muködni, de jövore atervezettnél korábban (június helyett talán mármájusban) el tudják indítani, mert a javítás és csereidején a gyorsítórendszeren el tudnak végeznikülönbözo munkákat.

A kísérleteknek az eset két okból hátrányos:Nincs mért adat 900 GeV-es protonütközésekkelellenorzéshez és kalibrációhoz.Elobb zárják jövore az LHC-t, akkorra megrendeltdetektorelemeket nem tudnak beszerelni.

Ilyen hibák mindig elofordulhatnak; az lenne a csoda,ha egybol minden muködne egy ennyire bonyolultrendszeren...

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 47/53

Page 48: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Részecskefizikai módszerekhaszna

Világháló: CERN, 1989 ⇒ nagyvilág: 1994–

Müonspin-rezonancia módszere (kémia,szilárdtestfizika)

Pozitronemissziós tomográfia, hadronterápia

Grid-hálózatok a számítástechnikában

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 48/53

Page 49: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Számítástechnika: világháló

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 49/53

Page 50: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Részecskefizika a mindennapokban

Alapkutatás, közvetlen gyakorlati haszna nem várható.

Élesíti az elmét, pedagógiai haszna óriási:

Kreatív gondolkodásra serkent

Az órási méretek miatt komoly technikai fejlesztéseketindukál: 100000 egyforma muszerre tender!

Élenjáró programozástechnikai gyakorlat (bankokeloszeretettel alkalmaznak HEP-PhD-t szerzettfizikusokat)

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 50/53

Page 51: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Konklúzió helyett

"Van egy elmélet, miszerint, ha egyszer kiderülne, hogy miis valójában az Univerzum, és mit keres itt egyáltalán, akkorazon nyomban megszunne létezni, és valami más, mégbizarrabb, még megmagyarázhatatlanabb dolog foglalná ela helyét"

"Van egy másik elmélet, amely szerint ez már be iskövetkezett"

Douglas Adams: Vendéglo a világ végén(Nagy Sándor fordítása)

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 51/53

Page 52: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Köszönetnyilvánítás

Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal

OTKA NK67974, K72172 és H07C-74153

EU FP6 MC-ToK 509252 és FP7 III 031688

Magyar és Osztrák Tudományos Akadémia

TéT JAP-21/2006 és Tokiói Egyetem

Megérto együttmuködo partnereink

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 52/53

Page 53: Indul az LHC: célok, sikerek, problémákhorvath/Talks/2008/HD_szbk08.pdfIndul az LHC: célok, sikerek, problémák Horváth Dezso˝ MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet,

Köszönöm a figyelmet

Horváth Dezso: Indul az LHC: célok, sikerek, problémák SZBK, Szeged, 2008. nov. 24. – p. 53/53