accelerazione

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TTdF
We are such stuff as dreams are made on,
and our little life is rounded with a sleep.
W. Shakespeare, The Tempest
2
Un piano programmatico!
C’è un’accelerazione,
}
!
!
F = ma
allora c’è una forza:
trovala!
}
MASSA:
PROPRIETÀ DEL CORPO
LEGGI DELLA FORZA:
DESCRIVONO L’INTERAZIONE
DEL CORPO CON L’AMBIENTE
3
ACCELERAZIONE:
EFFETTO CINEMATICO
DELL’AZIONE DINAMICA
DELLA FORZA
Il piano rivisitato: urti (classici)
• ΔP = 0
• ΔEK’ = Wn.c.
Struttura dell’interazione e della particella
4
Urti ad ‘ alte energie ’
Relazione di De Broglie: λ=
}
}
Urti su bersagli di estensione d ~λ
1 eV à 1 μm
5
h/p
1 MeV à 1 pm
Urti relativistici
• ΔP = 0
• ΔETOT = 0
• Collisioni
• Disintegrazioni
ETOT = mc2 + EK
14 TeV à 10-18 m
Condizioni equivalenti a ‘pochi istanti dopo il Big-Bang’
6
“ Test of all knowledge is experiment ! ”
}
Experiments:
}
}
Inquire about what nature does
Imperfect measurement of a
(set of) particle interactions in a
(set of) detector(s).
Compare measurements to observables
Theory:
}
}
}
A small number of general equations with
some parameters (unknown or poorly known)
Observables:
}
7
Cross-sections (probability of interaction),
branching ratios, lifetimes
Theory… e.g. the standard model
TERMINDI DI
INTERAZIONE (FORZE)
}
}
Has parameters
}
Coupling constants
(electric charge and
weak charge)
}
Masses
Predicts:
}
}
}
8
}
Cross-sections
Branching ratios
Lifetimes
…
Adapted from G.Dissertori
… and experiment
Raw data
2×107 GB / year at the LHC
(over 1 million DVDs)
9
Adapted from G.Dissertori
… and experiment
§ Interactions
à Electric signals
à Digitization à
Raw data
Address: where the detector
element took the reading
Hits ß
Track ß
p = (px,py,pz) ß
✚
✚
✚
✚
pT=eBR
Values: what the
electronics wrote out
§ Event (a unique happening):
§ List of (stable) particles with: E, p, charge and other information
§ Higher level reconstruction: e, μ, γ, hadrons (jets)
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Adapted from G.Dissertori
Distribuzione
di massa invariante
… and experiment
§ Interactions
à Electric signals
à Digitization à
Hits ß
Track ß
p = (px,py,pz) ß
✚
✚
✚
✚
§ Event (a unique happening):
§ A measurement: data and
theory prediction (convolved
with detector response)
§ List of (stable) particles with: E, p, q and other information
§ Higher level reconstruction: e, μ, γ, hadrons (jets)
11
The Compact Muon Solenoid
12000 ton di massa
12 m diametro
12
TTdF – Seminario - DFO Milano-Bicocca
Nov 20th, 2013
The Compact Muon Solenoid
Jets (originated
by partons)
hadrons (π,K,p,n,…)
made by quarks
charged tracks
Pixel / Tacker detector
Electromagnetic Calorimeter
Hadron Calorimeter
Solenoid
Muon detector
photons/electrons
muon
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TTdF – Seminario - DFO Milano-Bicocca Nov 20th, 2013
Detectors at the LHC
Studio della
violazione di CP
Interazioni nucleari
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The Large Hadron Collider
}
Primary objectives:
}
Search for the SM Higgs boson up to 1 TeV
¨
}
Search for phenomena beyond the standard model
¨
¨
¨
}
Characterize it, if found
New gauge bosons, ‘new physics’ at the 1 TeV scale
Dark matter candidate
Matter/Antimatter asimmetry
Centre of mass energy:
}
}
7-8 TeV (2010-2012)
14 TeV (design)
18 km/27 km of superconducting dipoles
Approved
in 1994
15
First collisions in 2009
B = 8.3 T
T = 1.9 K (120 ton of L-He)
80 MW (+ 30 MW for the experiments)
Hà γγ
}
Massa del bosone da energia e quantità di moto dei prodotti di decadimento
H->ZZ->4μ
Una regolarità nella materia:
il modello standard e le particelle elementari
3 generazioni
piu’ pesante
BOSONE DI HIGGS
BOSONI DI GAUGE:
PARTICELLE CHE
MEDIANO LE FORZE
bosone
Fondamentali: queste
particelle sono ritenute
senza struttura interna
(anche se non è esclusa)
(MATERIA ORDINARIA)
PARTICELLE DI MATERIA (FERMIONI)
18 CLASSIFICAZIONE BASATA SULLA NATURA DELLE INTERAZIONI
Dov’è finita l’antimateria?
}
}
Nella conversione di energia in
massa, materia e anti-materia
emergono in modo simmetrico
L’Universo attuale è di materia
(almeno localmente)
LHC
}
19
à Abbiamo perso il 50%
delle particelle…
e non sappiamo perché
Esiste e cosa e la materia oscura?
}
Evidenze astrofisica e cosmologiche
Energia
oscura
Imbarazzante ci siamo
persi il 95% della massa
E circa 1/5 della massa
è materia ‘ordinaria’
20
L’avventura della conoscenza non è finita…
}
}
Antimateria? Dark Matter? Extra-dimensions
(gravitazione quantistica)? Naturalezza?...
Ma abbiamo un piano…
https://www.youtube.com/watch?v=jtB-Owfm5II
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