Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20
Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa E = Mc 2 Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20
Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa Hoge energie nodig E = Mc 2 Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20
Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa E = Mc 2 Hoge energie nodig Bestaande, bekende deeltjes hoge energie geven Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20
Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa Hoge energie nodig E = Mc 2 Bestaande, bekende deeltjes hoge energie geven kinetische Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20
Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa Hoge energie nodig E = Mc 2 Bestaande, bekende deeltjes hoge energie geven kinetische Bouw versnellers Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20
Versnellers Energie-eenheid: electron-volt: ev Meesterklassen Deeltjesfysica p.2/20
Versnellers Energie-eenheid: electron-volt: ev Eenvoudigste versneller: Meesterklassen Deeltjesfysica p.2/20
Van de Graaff versneller: Versnellers Meesterklassen Deeltjesfysica p.3/20
Van de Graaff versneller: Versnellers Beperkt in energie: maximum 20 MV Meesterklassen Deeltjesfysica p.3/20
Van de Graaff versneller: Versnellers Beperkt in energie: maximum 20 MV Dat is: 20 miljoen Volt Meesterklassen Deeltjesfysica p.3/20
Van de Graaff versneller: Versnellers Beperkt in energie: maximum 20 MV Massa van deeltjes: Electron: 511 kev Proton: 938 MeV Z 0 -boson: 91 GeV t-quark: 174 GeV Meesterklassen Deeltjesfysica p.3/20
Versnellers Beter idee: lineaire versneller: Meesterklassen Deeltjesfysica p.4/20
Versnellers Beter idee: lineaire versneller: Meesterklassen Deeltjesfysica p.4/20
Versnellers Beter idee: lineaire versneller: Meesterklassen Deeltjesfysica p.4/20
Versnellers Beter idee: lineaire versneller: Grootste lineaire versneller: SLAC (Californië) Tot 50 GeV Meesterklassen Deeltjesfysica p.5/20
Versnellers Nog beter idee: circulaire versneller: Meesterklassen Deeltjesfysica p.6/20
Versnellers Nodig: magneten om deeltjes op hun baan te houden Meesterklassen Deeltjesfysica p.7/20
Versnellers In circulaire versneller kan je ook bundels opslaan Meesterklassen Deeltjesfysica p.8/20
Versnellers In circulaire versneller kan je ook bundels opslaan Meesterklassen Deeltjesfysica p.8/20
Versnellers In circulaire versneller kan je ook bundels opslaan Meesterklassen Deeltjesfysica p.8/20
Versnellers Naam Plaats Bundel Energie (GeV) VEPP-2000 Novosibirsk e e + 1.0 1.0 BEPC Beijing e e + 2.2 2.2 DAΦNE Frascati e e + 0.51 0.51 CESR New York e e + 6.0 6.0 KEKB Japan e e + 8.0 3.5 PEP-II Calif. e e + 9.0 3.1 LEP Genève e e + 101 101 HERA Hamburg e p 30 920 Tevatron Chicago p p 1000 1000 RHIC New York Au Au 100/u 100/u LHC Genève p p 7000 7000 Meesterklassen Deeltjesfysica p.9/20
Versnellers Naam Plaats Bundel Energie (GeV) VEPP-2000 Novosibirsk e e + 1.0 1.0 BEPC Beijing e e + 2.2 2.2 DAΦNE Frascati e e + 0.51 0.51 CESR New York e e + 6.0 6.0 KEKB Japan e e + 8.0 3.5 PEP-II Calif. e e + 9.0 3.1 LEP Genève e e + 101 101 HERA Hamburg e p 30 920 Tevatron Chicago p p 1000 1000 RHIC New York Au Au 100/u 100/u LHC Genève p p 7000 7000 Meesterklassen Deeltjesfysica p.9/20
Botsingen In de meeste versnellers: botsingen van 2 bundels Meesterklassen Deeltjesfysica p.10/20
Botsingen In de meeste versnellers: botsingen van 2 bundels Meesterklassen Deeltjesfysica p.10/20
Detectoren Vele deeltjes gevormd in reactie. Bepaal: karakter (e, p, µ,...) energie E impuls p plaats van vorming Meesterklassen Deeltjesfysica p.11/20
Detectoren Vele deeltjes gevormd in reactie. Bepaal: karakter (e, p, µ,...) energie E impuls p plaats van vorming Meet: lading massa energie richting Meesterklassen Deeltjesfysica p.11/20
Detectoren Lading: afbuiging in magneetveld Energie: deeltje stoppen in calorimeter Richting: spoordetectoren Massa: meet snelheid, impuls impuls: afbuiging in magneetveld snelheid: Čerenkovdetector Meesterklassen Deeltjesfysica p.12/20
Spoordetectoren Vroeger: nevelkamers, bellenvaten, vonkenkamers,... Nevelkamer: Charles Wilson (Nobelprijs 1927) Bellenkamer: Donald Glaser (Nobelprijs 1960) Meesterklassen Deeltjesfysica p.13/20
Spoordetectoren Vroeger: nevelkamers, bellenvaten, vonkenkamers,... Nu: gebaseerd op ionisatie Dradenkamers Halfgeleiderdetectoren Dradenkamer: Georges Charpak (Nobelprijs 1992) Meesterklassen Deeltjesfysica p.13/20
Calorimeters Meten de totale energie van een deeltje Meesterklassen Deeltjesfysica p.14/20
Calorimeters Meten de totale energie van een deeltje Electromagnetische Hadron Stoppen e, γ Stoppen p, n, π Meesterklassen Deeltjesfysica p.14/20
Muonkamers Muonen (µ) gaan dwars door meters materiaal: Meesterklassen Deeltjesfysica p.15/20
Muonkamers Muonen (µ) gaan dwars door meters materiaal: Meesterklassen Deeltjesfysica p.15/20
Snelheid meten Een deeltje dat sneller gaat dan het licht in een materiaal, zendt Čerenkov-straling uit Licht uitgestuurd in kegel met openingshoek: cos θ c = 1 nβ met: n β = v/c brekingsindex van materiaal relativistische snelheid van deeltje door θ c te meten, meet men de snelheid van een deeltje We kennen zijn impuls al zijn massa Meesterklassen Deeltjesfysica p.16/20
Snelheid meten Ring Imaging CHerenkov: RICH-detector Photon Detector Cherenkov Photons C F 4 10 Aerogel Mirror Meesterklassen Deeltjesfysica p.17/20
Snelheid meten Ring Imaging CHerenkov: RICH-detector Photon Detector Cherenkov Photons C F 4 10 Aerogel Mirror Meesterklassen Deeltjesfysica p.17/20
Snelheid meten Ring Imaging CHerenkov: RICH-detector Photon Detector Cherenkov Photons C F 4 10 Aerogel Mirror Meesterklassen Deeltjesfysica p.17/20
Snelheid meten Ring Imaging CHerenkov: RICH-detector Photon Detector Cherenkov Photons C F 4 10 Aerogel Mirror Meesterklassen Deeltjesfysica p.17/20
Detectoren Meesterklassen Deeltjesfysica p.18/20
Detectoren Meesterklassen Deeltjesfysica p.19/20
Detectoren ATLAS detector: produceert 2 miljoen CD s per jaar Meesterklassen Deeltjesfysica p.19/20
Detectoren Meesterklassen Deeltjesfysica p.19/20
Detectoren Meesterklassen Deeltjesfysica p.19/20
Detectoren Versneller LEP HERA Tevatron Detector ALEPH DELPHI L3 OPAL H1 ZEUS HERMES D0 CDF Versneller PEP-II KEKB RHIC LHC Detector BABAR BELLE STAR PHENIX ATLAS CMS ALICE LHC-B Meesterklassen Deeltjesfysica p.20/20
Detectoren Versneller LEP HERA Tevatron Detector ALEPH DELPHI L3 OPAL H1 ZEUS HERMES D0 CDF Versneller PEP-II KEKB RHIC LHC Detector BABAR BELLE STAR PHENIX ATLAS CMS ALICE LHC-B Meesterklassen Deeltjesfysica p.20/20
Detectoren Versneller LEP HERA Tevatron Detector ALEPH DELPHI L3 OPAL H1 ZEUS HERMES D0 CDF Versneller PEP-II KEKB RHIC LHC Detector BABAR BELLE STAR PHENIX ATLAS CMS ALICE LHC-B Meesterklassen Deeltjesfysica p.20/20