Introduzione alla
Fisica delle Particelle
Elementari
Marcello Rotondo
Università & INFN Padova
1
Lo Scopo
La Fisica delle particelle affronta le domande
fondamentali della storia del pensiero umano
Come funziona l'Universo? Da dove viene e dove
va?
Di cosa è fatta la materia? Come si muovono i
costituenti della materia e cosa li muove?
Il fine è:
Identificare i costituenti fondamentali della materia
Per elementi fondamentali intendiamo oggetti semplici e privi di struttura
interna
Identificare le forze che si sviluppano tra essi
Ricreare in Laboratorio particelle estinte dai primi istanti del Big
Bang e capire i meccanismi all'origine dell'Universo
2
3
Costituenti della materia
Non sono note
sottostrutture d< 10-20 m
10-10m - 10-8m
~10-10 m
Tutta la materia stabile attorno a noi può
essere descritta usando l'elettrone e due tipi
di quarks
d
Protone
u
u
u
Neutrone
d
d
~10-14 m
~10-15 m
4
Costituenti della materia
10-10m - 10-8m
~10-10 m
Tutta la materia stabile attorno a noi può
essere descritta usando l'elettrone e due tipi
di quarks
d
Protone
u
Cominciamo a classificare
Quarks
u
u
Neutrone
d
d
~10-15 m
~10-14 m
u
Carica
2/3
d
-1/3
Leptone
e
Carica
-1
5
Costituenti della materia
10-10m - 10-8m
~10-10 m
~10-14 m
~10-15 m
Come siamo arrivati a capire la struttura intima della materia?
6
Costituenti della materia
10-10m - 10-8m
~10-10 m
~10-14 m
~10-15 m
Grazie allo Sviluppo di strumenti che hanno permesso all'uomo
di sondare sempre più l'infinitamente piccolo
Qualche regola del gioco
II Principio della dinamica:
d p
F=
dt
Quantita' di Moto :
m v
p=
2
1−v / c
Energia :
Velocità della luce nel vuoto c=3 · 108 m/s
E= cp mc
2
2 2
7
Le regole
8
II Principio della dinamica:
d p
F=
dt
Quantita' di Moto :
m v
p=
2
1−v / c
Energia :
Velocità della luce nel vuoto c=3 · 108 m/s
E=mc
E= cp mc
2
2 2
E≃cp
2
Particella a riposo
(p = 0)
Particella
Ultarelativistica
(p >> m)
Le unità di misura
9
L'unita' di misura dell'energia delle particelle elementari e'
l'elettronVolt:
1 eV = 1.60217657 x 10-19 Joule
+
Corrisponde all'energia cinetica
acquisita da un elettrone sottoposto alla
differenza di potenziale di 1 Volt
DV=9 V
e
La quantita' di moto si esprime in eV/c
La massa si esprime in eV/c2
Me = 9.11x10-31 Kg = 0.511x106 eV/c2 ~ ½ MeV/c2
Mp = 1.67x10-27 Kg = 0.939x109 eV/c2 ~ 1 GeV/c2
Ekin = 9 eV
Ancora sulle unità di misura
In fisica delle particelle spesso si pone c=1. Questo permette
delle enormi semplificazioni, come conseguenza: masse,
energie, quantità di moto si misurano in eV
che pero' e' una unità piccolissima, per cui spesso si usano i multipli
KeV, MeV, GeV, TeV
Energia dei fotoni nello spetto visibile
Il fotone e' la particella associata al campo elettromagnetico. Noi diremo che il
fotone e' il mediatore delle interazioni elettromagnetiche
10
11
... e la temperatura
Possiamo misurare anche la
temperatura in eV!
T = 0.01 eV
Del resto la temperatura e'
semplicemente proporzionale
all'energia cinetica media delle
molecole di una certa sostanza
Intuitivamente: quando la temperatura supera
la massa di una certa particella, le collisioni
hanno energia sufficiente per creare quella
particella
All'interno del sole non si ha energia sufficiente
per produrre un elettrone Me=1/2 MeV
T = 1 KeV
12
... e la temperatura
Possiamo misurare anche la
temperatura in eV!
T = 0.01 eV
Del resto la temperatura e'
er
p
i
r
o
t
a
r
e
l
e
c
ac
i
t
semplicemente l'energia
n
e
t
o
p
o
n
o
rv molecole di
Sedelle
e
t
n
e
m
e
cinetica media
t
n
e
i
fic
f
u
s
i
n
o
i
s
i
l
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o
una certa sostanza
avere c
assive!
Tll=e1m
KeV
e
c
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a
p
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r
a
e
cr
a
d
e
h
c
i
t
e
g
r
ene
.
.
.
o
p
o
d
o
m
Intuitivamente: quando .la
temperatura
supera
e
r
. . ci torne
la massa di una certa particella, le collisioni
hanno energia sufficiente per creare quella
particella
All'interno del sole non si ha energia sufficiente
per produrre un elettrone Me=1/2 MeV
T = 1 KeV
I rivelatori: la ionizzazione
Se una particella carica (e, p...) attraversa un mezzo strappa gli
elettroni esterni dagli atomi, che restano ionizzati
Elettroni e ioni creano una sorta di “scia” attorno alla traiettoria della
particella
Camera a Nebbia
Dispositivo Elettronico
13
Camera a nebbia low cost
14
Camera realizzata in laboratorio per scopi didattici
con pochissimi mezzi
Scia di vapore condensato
Co60 → Ni60* → Ni60 + g(~1 MeV)
/Users/marcello/WORK/talks/IntroParticle2015/first.m4v
Camera a nebbia: effetto Compton
15
Da dove viene
Questa particella
Ionizzante (carica)?
Effetto Compton
I fotoni hanno quantità
di moto p=E/c
Descrizione matematica
In termini di diagrammi di Feynman
tempo
Rivelatore di particelle ... in tasca
http://wipac.wisc.edu/deco
(esistono altri progetti simili)
La webcam: piccolo wafer di silicio che
funziona da rivelatore di fotoni (luce)
Permette anche di rilevare particelle
cariche!
Grazie al GPS fornisce il tempo e la
posizione del passaggio e le informazioni
possono esere condivise
16
La misura di P
Quantita' di moto (momento):
Una particella di carica q in moto con momento
p un campo magnetico uniforme B descrive
una circonferenza di raggio r :
17
m v
p=
2
2
1−v / c
Gli elettroni (1897)
Fasci di particelle di carica negativa
vengono facilmente estratti da
superfici metalliche riscaldate
(emissione termoionica)
Thomson misurò q/m e dedusse che i
portatori di carica sono tutti uguali:
elettroni
F=qE
Apparato di
J. J. Thomson
F=qvxB
Combinando le misure di moto in
campo magnetico con le misure di
Millikan si determinano la massa e la
carica dell'elettrone
Me = 9.109x10-31 kg = 0.511 MeV/c2
q = -1.6021x10-19 C = -e
Tutte le particelle elementari hanno carica in modulo
pari a multipli interi di e
18
I nuclei
La materia tuttavia e' neutra
Come sono distribuite le cariche (positive e
negative) al suo interno ?
Nota: le particelle sono cosi' minuscole che non
possono essere osservate dal piu' preciso
microscopio ottico
Come possiamo risolvere la struttura della
materia ?
19
L 'esperimento di Rutherford (1910)
Dobbiamo abbandonare l’idea di avere una immagine della materia
a dimensioni subatomiche
Sonda: particelle a ( q = 2 e, m ~ 8000 me )
prodotte da sorgenti radioattive
Bersaglio: sottile lamina d'oro
Misura: la deflessione delle particelle dopo l'urto
20
Il pregiudizio: modello di Thomson
Il panettone: la carica positiva e' distribuita
uniformemente su una sfera su cui sono incastonati
gli elettroni
Predizione: le particelle a non subiscono
apprezzabili deviazioni
21
La misura : il risultato
22
Si osservano particelle deviate a grande
angolo !
La carica positiva deve essere
concentrata
Angle q
RAtomo ~ 10-10 m
RNucleo ~ 10-15 m ~ 1/100 000 RAtomo
La struttura del nucleo
23
Le cariche positive (protoni, qp=+e, mp~2000
me ), non possono dar luogo da sole ad una
nucleo stabile (repulsione elettrostatica Coulombiana)
Servono:
dei moderatori (neutroni, qn=0, mn~ mp ~ 1 GeV /c2 osservati
da Chadwick nel 1932)
un nuovo collante: la Forza Nucleare Forte
Definizione:
ADRONI: tutte le particelle sensibili alla Forza Nucleare Forte
(protoni, neutroni e molti altri )
Gli elettroni non sono adroni, ma leptoni
Materia dall'energia? L'antimateria
Ma non posso creare un elettrone
dal nulla! Altrimenti violo la conservazione
della carica e del momento angolare
Paul Dirac
Tu puoi creare un elettrone se
SIMULTANEAMENTE crei una particella
con carica opposta e momento angolare
opposto... il positione, cioè l antimateria!
24
Materia dall'energia? antimateria
Ma non posso creare un elettrone
dal nulla! Altrimenti violo la conservazione
della carica e del momento angolare
25
Hobbes
Positrone scoperto da C. Anderson nei raggi
cosmici con una camera a nebbia (1932)
e
Paul Dirac
-
Fotone
incidenteun
creare
Tu puoi
elettrone
g se +
SIMULTANEAMENTE crei unaeparticella
con carica opposta e momento angolare
opposto... il positione, cioè l antimateria!
E =E e E e = M e c 2 2cp e 2 M e c 22cp e 2
−
−
26
Applicazioni Pratiche dell'antimateria
Positron Emission Tomography scans: PET
8O
15
decade con una vita media di 2min, non esiste in natura!
Viene prodotto bombardando 7N14 con protoni/deutoni provenienti da un acceleratore prossimo
al centro in cui si effettua la PET (vengono usati anche altri nuclei)
Una sorgente naturale
27
Decadimenti radioattivi: poco energetici (< 10 MeV)
I fisici scoprono che in natura vi e' una copiosa sorgente di
particelle di alta energia: i raggi cosmici
Protoni dallo spazio
Collisione con le
molecole dell'aria
Soprattutto muoni ~200Hz/m2
Nei raggi cosmici secondari viene scoperto il
muone m!
non previsto da nessuno: caratteristiche simili
all'elettrone
Una sorgente naturale
28
Decadimenti radioattivi: poco energetici (< 10 MeV)
I fisici scoprono che in natura vi e' una copiosa sorgente di
particelle di alta energia: i raggi cosmici
Protoni dallo spazio
Collisione con le
molecole dell'aria
Who ordered that?
Soprattutto muoni ~200Hz/m2
Nei raggi cosmici secondari viene scoperto il
muone m!
non previsto da nessuno: caratteristiche simili
all'elettrone
I. Rabi
Acceleratori
29
Lo sviluppo di acceleratori di particelle consente di riprodurre
artificialmente queste particelle e osservarne le tracce nei
rivelatori
Rivelatori
Bersaglio
Proiettile
L'acceleratore domestico: tubo
catodico (una volta ci permetteva
di vedere la TV)
DV~20kV → Ee~20KeV
Per creare particelle di massa
sempre maggiore servono
acceleratori sempre piu' potenti
Acceleratori Circolari
30
Le particelle vengono costrette su di
un'orbita circolare mediante dei magneti
Incontrano piu' volte le cavita'e ricevono
un “calcio” ad ogni passaggio, fino a
raggiungere l'energia massima
Cariche elettriche fatte curvare “irradiano” energia e decelerano
Servono quindi grandi dimensioni per tenere piccola la perdita di
energia
Facendo circolare in senso opposto
Partcella
particelle e antiparticelle è possibile farle
scontrare: studiare cosa viene generato
nell'anichilazione
Ecm = 2 x Efascio
Anti-Partcella
Rivelatore
La fauna multiforme
31
Con i nuovi acceleratori e i nuovi rivelatori (camere a bolla), a disposizione
dei fisici delle particelle, negli anni '50-'60 vengono scoperte e studiate:
una miriade di particelle cariche e neutre (svariate centinaia di stati osservati e
catalogati a tutt'oggi) :
Interazione Debole
leptoni
A parte l'elettrone e il muone, tutte le
altre sono adroni
Dov'è l'ordine?
32
Come ci spieghiamo la fauna adronica ?
Scoperta delle particelle 'strane': introduzione del concetto di
stranezza (S)
Si osservano delle simmetrie nei processi di produzione e nei
decadimenti
Esiste un principio unitario, (simmetria) sotto l'apparente
molteplicita' ?
Torniamo ai classici:
principio unitario (l'atomo) che
soggiace all'apparente molteplicita'
degli elementi
Un po' di ordine!
33
1961 Gell-Mann e Ne'eman ebbero per la fisica delle particelle lo stesso
ruolo che Mendeleev 100 anni prima ebbe con gli atomi “fondamentali”
Sestetto di Mesoni
Decupletto di Barioni
La particella W fu predetta dal modello e scoperta nel 1964
Three Quarks for Muster Mark
Gell-Mann e Zweig (1964): Ogni adrone e' ottenuto combinando dei
costituenti fondamentali (i quark), che formano le particelle osservabili
3 quarks (up,down,strange) con carica (2/3,-1/3, -1/3)e
Mesoni, coppie quark-antiquark a spin intero
Barioni, terne di quark (o anti-quark) a spin semintero
Altri quark sono stati scoperti in seguito
1973 : scoperto il charm
1977 : scoperto il bottom
1994 : scoperto il top
... per un totale di sei quark!
Struttura dell'W- e': sss
Ma i quark sono solo un trucco matematico
o sono reali???
34
Torniamo a Rutherford
Come Rutherford (ma a
energie molto piu' alte), 50
anni dopo
Bombardo nuclei H (protoni)
con sonde puntiformi (e) e
studio la struttura del
nucleone
Le misure dell'angolo di
diffusione dell'e mostrano che
il protone e' composto da (tre)
corpi puntiformi : i quark !
I quark esitono!
Ma non esistono liberi
35
elettroni
bersaglio di
protoni
I quark nel protone
Distribuzione Continua
I Costituenti Fondamentali
36
La materia consiste di 12
particelle elementari, 6 leptoni e 6
quark, che raggruppiamo in 3
famiglie (generazioni), di massa
crescente
La materia ordinaria e' formata
solo dalla prima generazione
La forza tra le particelle di materia
e' trasmessa (mediata) da altre
particelle, i cosiddetti campi di
Gauge
Particelle mediatrici di forza
Ogni tipo di mediatore
agisce mediante uno o più
particelle mediatrici di forza
I Costituenti Fondamentali
37
La materia consiste di 12
Particelle
mediatrici
di forza
particelle
elementari,
6 leptoni
e6
Spin
semi-intero
S=1/2
quark, che raggruppiamo in 3
Ogni Fermioni
tipo di mediatore
famiglie (generazioni),
di massa
agisce mediante uno o più
crescente
particelle mediatrici di forza
La materia ordinaria e' formata
solo dalla prima generazione
La forza tra le particelle di materia
e' trasmessa (mediata) da altre
particelle, i cosiddetti campi di
Gauge
Particelle mediatrici di forza
Spin
intero
S=1
Ogni tipo di mediatore
agisceBosoni
mediante uno o più
particelle mediatrici di forza
Interazione ElettroMagnetica
Solo particelle cariche (quark, adroni carichi, e leptoni)
Mediata dal fotone (quanto di luce), che ha massa nulla
In base alla loro energia i fotoni sono distinti come: raggi gamma,
raggi X, luce (visibile), microonde, onde radio, etc.
Di conseguenza, potenziale a lungo raggio, e tutta la
fenomenologia nota da Maxwell in poi
1 q
V r=
4 0 r
Tiene insieme gli atomi
e le molecole
38
Le Interazioni Deboli
39
Riguardano tutte le particelle di materia
Mediate da due particelle molto “pesanti”, la W (MW ~80 GeV ~ 80 Mp) e la
Z0 (MZ ~ 90 GeV ~ 90 Mp), scoperte al CERN nel 1980 (premio Nobel a C.
Rubbia)
Potenziale “a corto raggio”
Solo effetti “microscopici”:
Decadimenti beta di Nuclei radioattivi,
dei leptoni m e t, e di tutti i quarks
n interagiscono solo debolmente e sono
percio' difficili da osservare
Il decadimento del Neutrone
Interazioni Forti
Regolano l'interazione tra quark e garantiscono la stabilità degli
adroni
Descritte dalla Cromodinamica Quantistica (QCD) :
8 mediatori di massa nulla: Gluoni
I gluoni e i quark hanno una carica di un nuovo tipo
carica di colore: ne esistono di 3 tipi diversi RGB
a differenza dei fotoni, i gluoni interagiscono tra loro, oltre che con i
quark
Confinamento: i quark non riescono a vivere isolati...
Solo effetti microscopici ...
... ma di enorme importanza
40
Il confinamento dei quark
La forza di colore diminuisce a piccole distanze e
cresce al crescere della distanza: analogo al
potenziale elastico
Cosa succede se si cerca di spezzare un adrone?
Se un quark viene allontanato, l'energia del campo
cresce fino a che vi e' energia sufficiente per
creare altre coppie quark-antiquark che si
ricombinano per formare altri adroni
Cosa succede se Z0-> q q ?
Z0->
I quark (e i gluoni) si manifestano
in getti (jets). E' la manifestazione piu'
spettacolare del confinamento
Oh Oh !!!
41
Interazione Gravitazionale
La piu' evidente
La piu' antica
La meno nota :
Non esiste una teoria di campo gravitazionale quantistica
soddifacente
Non si sono osservate ancora le onde gravitazionali
Esiste il gravitone ?
Perche' è così poco intensa?
Nei processi tra particelle i suoi effetti sono piccolissimi
42
I Costituenti Fondamentali
I quark sono 6
Hanno carica frazionaria ma non
sono mai stati osservati
direttamente
I quark si riuniscono in adroni
(combinazioni di 2 o 3 quarks...)
43
I Costituenti Fondamentali
44
I Leptoni sono 6
3 hanno carica e 3 sono neutri
Il leptone più conosciuto è
l'elettrone, gli altri due sono il
muone (m) e il tau (t)
C'e' un neutrino per ogni lepone
carico:
Hanno massa molto piccola (non
nulla)
Le Interazioni Fondamentali
45
Forza relativa
Trascurabile su scala
tutte le particelle
microscopica
1/137
solo particelle cariche
Interazione Debole
Tutte
Interazione Forte
Osservabili solo
10-9
su scale
microscopica
solo i quark (e i loro compositi: adroni )
1
Modello Standard
Elettromagnetismo
10-38
Stringa ? Extra Dimensioni ? SuperG?
Gravitazione
Il Modello Standard
Proposto nel 1967 da Glashow, Salaam, Weinberg (piu' contributi di
Cabibbo, Kobaiashi, Maskawa, t'Hooft ...)
Descrive efficacemente tutti le proprieta' delle particelle elementari
osservate finora, in termini di Interazioni Deboli , Elettromagnetiche
e Forti
Riconduce interazioni Deboli ed Elettromagnetiche ad un'unica
origine (Teoria Elettrodebole)
Riesce a spiegare centinaia di
particelle e interazioni
complesse con poche
particelle e interazioni
fondamentali
La gravità non e' inclusa
46
Il meccanismo di Higgs
Le prime formulazioni di une teoria unificata che spiegasse le
interazione elettromagnetica e debole, presentavano un
problema fondamentale:
Non esisteva un meccanismo per generare le masse delle
particelle
Tutte le particelle erano a massa nulla: si muovevano alla
velocità della luce
Qual'e' l'origine della massa?
In particolare serviva un meccanismo che rompesse la
simmetria tra fotone e mediatori W, Z dando massa a W/Z e
lasciando senza massa il fotone: meccanismo di Higgs
Rottura spontanea di simmetria: lo
stato di minima energia (il vuoto) non
e' unico, ma ve ne sono infiniti
possibili
47
48
Il modello standard in formule
Campo di Higgs
Potenziale di
Higgs
Massa delle particelle
49
Il campo di Higgs spiega
anche il motivo per cui i
quark e i leptoni carichi
hanno massa
Dipende da quanto è
forte l'accoppiamento
con il campo f
Il meccanismo di Higgs
f
fotone
gluone
W/Z
top
elettrone
neutrino
Tutte le particelle si muovono alla velocità
della luce
50
51
Il meccanismo di Higgs
f
f
fotone
gluone
W/Z
fotone
gluone
W/Z
top
top
elettrone
elettrone
neutrino
neutrino
Tutte le particelle si muovono alla velocità
della luce
Le particelle che hanno interazioni più forti
hanno masse più grandi: serve un lavoro
più grande per accelerarle e farle cambiare
direzione.
Il campo di Higgs interagisce anche con se stesso, per cui
I bosoni di Higgs sono dotati di massa
52
Il meccanismo di Higgs
f
fotone
gluone
W/Z
top
elettrone
neutrino
Tutte le particelle si muovono alla velocità
della luce
f
d
u
H
W
W
Se iniettiamo nel campo abbastanza energia
Nel momento giusto e al posto giusto
Possiamo materializzare il bosone di Higgs
(eccitazione del campo di Higgs)
Large Hadron Collider
53
Large Hadron Collider
54
ATLAS & CMS
Questi enormi rivelatori montati attorno ai punti di collisione p-p,
permettono di ricostruire tutto ciò che è avvenuto nella collisione
LHC + ATLAS & CMS sono considerati la più colossale e complessa
impresa della tecnologia umana
CMS: più di 2500 scienziati e ingegneri di 183 Università di 38 paesi
55
Come posso cercare l'Higgs?
Occorre prima produrlo e poi
identificarlo tra tutte le particelle
prodotte nelle collisioni
Il bosone di Higgs decade in diversi
modi
L'efficacia della ricerca dipende
Dall'accoppiamento dell'Higgs con i
prodotti
Dall'entità di processi parassiti simili
al segnali: i protoni sono particelle
composte quindi le topologie sono
molto complesse
I processi parassiti sono molto piu'
frequenti
Cercare “paglia” nel pagliaio: guardare in dettaglio
ogni pagliuzza!
56
Come posso cercare l'Higgs?
Occorre prima produrlo e poi
identificarlo tra tutte le particelle
prodotte nelle collisioni
modi più promettenti
Il bosone di HiggsIdecade
in diversi
H® gg, H®ZZ,
modi
H®WW
L'efficacia della ricerca dipende
Dall'accoppiamento dell'Higgs con i
Io lo cerco in
prodotti
H®bb simili
e H®tt !!
Dall'entità di processi parassiti
al segnali: i protoni sono particelle
composte quindi le topologie sono
molto complesse
I processi parassiti sono molto piu'
frequenti
Cercare “paglia” nel pagliaio
57
58
La massa invariante
H® gg
Combinazioni fotone-fotone casuali
Scoperta dell'Higgs
Si stanno studiando in dettaglio le proprità per confrontarle con le attese....
fin'ora non si è trovata nessuna discrepanza con il MS
la nuova particella si comporta proprio come un Higgs!
59
Higgs: una particella come le altre?
- Il bosone di Higgs è la particella
associata al campo f
- Il campo f riempie tutto lo spazio
- F non è un campo di materia e non è
associato a nuove forze
- H è uno scalare S=0
60
Attenzione....
L'Higgs e' stato scoperto in H® gg ma i fotoni non hanno
massa, come mai decade in una coppia di fotoni??
61
Attenzione....
L'Higgs e' stato scoperto in H® gg ma i fotoni non hanno
massa, come mai decade in una coppia di fotoni??
Processi virtuali
La massa del top è maggiore della massa dell'Higgs, però se i due top che si
accoppiano all'Higgs scompaiono prima che potenzialmente possano essere
osservati allora il processo è permesso (una forma del principio di
indeterminazione di Heisenbeg)
62
63
Attenzione....
L'Higgs e' stato scoperto in H® gg ma i fotoni non hanno
massa, come mai decade in una coppia di fotoni??
Processi virtuali
Come potrei cercare particelle
molto pesanti senza avere un
acceleratore con energia
sufficiente per produrle?
Puoi studiare decadimenti dominati da
particelle virtuali e cercare differenze tra le
previsioni del MS e l'osservazione
sperimentale!
La fisica dei mesoni con b: perché?
64
Il quark b appartiene alla terza generazione: fa coppia con il t
E' il quark più pesante che può formare adroni: il top ha una
massa molto grande, decade prima di formare adroni
Viene prodotto con una grandissima frequenza a LHC
E' possibile fare predizioni con ottima precisione di processi
di decadimento di mesoni con b
Esempio Notevole
Bs®m+mMesone Bs
b
s
Oltre alle particelle
del MS potrebbero
contribuire altri
particelle virtuali non
conosciute
LHCb: un risultato di fisica
65
LHCb e' un rivelatore
specializzato nello studio della
fisica degli adroni con quark b e c
Osservazione del canale di
decadimento Bs®m+m-
Lo Stato dell'Arte
66
Il Modello Standard descrive precisamente le interazioni tra le
particelle elementari
Siamo soddisfatti? NO
La massa dei neutrini deve ancora trovare una speigazione
Perche' 3 x 2 (particelle e antiparticelle) famiglie ?
Come includere la gravita' ?
Di cosa è fatta la Dark Matter? La Dark Energy ha qualche cosa a che fare
con la fisica delle particelle?
Da cosa origina l'asimmetria materia-antimateria dell'Universo?
Nota solo attraverso
effetti gravitazionali
Per spiegare
l'accelerazione
dell'universo
Questo e' quello che
conosciamo!
Budget Cosmico
67
Limiti dell'immaginazione ?
Supersimmetria: simmetria
ipotizzata tra particelle
di spin 1/2 e particelle a
spin intero. Per ogni
particella si ha un
superpartner!
Superstringhe: le
particelle sono stringhe
vibranti a 10 dimensioni
Affascinate: non ha
potere di fare predizioni
Extradimension: esistono
altre dimensioni che
non vediamo perché sono
arrotolate su se stesse
GUT, leptoquarks,
Technicolor, preoni,
Sterile neutrino,
....
Stiamo cercando...
... per ora
niente!
68
... ma la sete di conoscenza non si
ferma
69
James T. Kirk
Tra pochi mesi LHC
riprenderà le operazioni: 7
TeV per fascio!
“HEP… the Energy Frontier. These are the voyages of the
accelerator LHC. Its >10 year mission to explore strange
new worlds, to seek out new fundamental particles and
new forces, to boldly go where no one has gone before.”
Per concludere
La fisica delle particelle elementari e' affascinate
Potrebbe permetterci di capire come funziona il mondo e come
è nato l'universo!
Le possibili scoperte possono cambiare la nostra immagine del
mondo
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Per concludere
La fisica delle particelle elementari e' affascinate
Potrebbe permetterci di capire come funziona il mondo e come
è nato l'universo!
Le possibili scoperte possono cambiare la nostra immagine del
mondo
La Fisica ha bisogno di voi
Negli ultimi 50 anni abbiamo imparato
molto
Ma servono nuove idee!
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Per concludere
La fisica delle particelle elementari e' affascinate
Potrebbe permetterci di capire come funziona il mondo e come
è nato l'universo!
Le possibili scoperte possono cambiare la nostra immagine del
mondo
La Fisica ha bisogno di voi
Negli ultimi 50 anni abbiamo imparato
molto
Ma servono nuove idee!
I fisici sono (per lo più J) persone
normali MA affascinati dallo scoprire
come funzionano le cose!
http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/en/lhcb-outreach/
