Week-end van de wetenschap, Groningen, 6 oktober 2013 Ivo van Vulpen

Vergelijkbare documenten
Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur

De large hadron collider: Hoe zien de eerste botsingen eruit? Ivo van Vulpen

De ontdekking van het Higgs boson. Ivo van Vulpen

28 augustus 2012, Introductiecollege 1e jaars studenten UvA. Het Higgs boson. Ivo van Vulpen (UvA/Nikhef)

De magische wereld van het allerkleinste - gedeelde dromen & innovatie -

Higgs en de Kosmos Niels Tuning (Nikhef) 31 oktober 2013

Higgs en de Kosmos Niels Tuning (Nikhef) Hoorn, 15 april 2014

LHCb Wat doen wij? Niels Tuning voor ET - 8 januari 2013

Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur. Resultaten uit 1 e jaar van de LHC. Ivo van Vulpen

Zoektocht naar het Higgs deeltje. De Large Hadron Collider in actie. Stan Bentvelsen

De Large Hadron Collider 2.0. Wouter Verkerke (NIKHEF)

De zoektocht naar het Higgs boson. Ivo van Vulpen

Het Standaardmodel. HOVO college Teylers 20 maart 2012 K.J.F.Gaemers

Wereld van het allergrootste

De bouwstenen van het heelal Aart Heijboer

Het Quantum Universum. Cygnus Gymnasium

CERN, de LHC en Het Heelal. Aart Heijboer (CERN)

Symmetie en Symmetrie. in het Standaard Model

Nieuwe resultaten van de zoektocht naar het Higgs deeltje in ATLAS

Sterren kijken op de bodem van de zee Aart Heijboer

In Pursuit of Lepton Flavour Violation. A search for the τ -> μγγ decay with ATLAS at s = 8 TeV. I. Angelozzi

Higgs-deeltje. Peter Renaud Heideheeren. Inhoud

Large Hadron Collider. Werkbladen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Voorkennis. 3 Opgaven atoombouw. C.G.N. van Veen

HET PROJECT LARGE HADRON COLLIDER

Werkstuk Natuurkunde Het Higgsboson

Wetenschappelijke Nascholing Deel 3: En wat met de overige 96%?

Wetenschappelijke Nascholing Deel 1: Van de alchemisten tot het Higgs-deeltje

Loesje over de de Oerknal: Eerst was er niets en toen is dat nog ontploft ook

Op zoek naar nieuwe deeltjes met de LHC deeltjesversneller

Massa: misschien denkt u er alleen aan als u op de weegschaal staat. Grote natuurkundigen hebben er mee geworsteld. Mensen zoals Newton, Einstein en

ATLAS: Detector & Fysica. Robin van der Leeuw

En ik ben niet de enige, door de eeuwen heen hebben grote natuurkundigen geworsteld met het begrip massa.

Quantummechanica en Relativiteitsleer bij kosmische straling

Materie bouwstenen van het heelal FEW 2009

Hoogtepunten uit de Speciale Rela2viteit theorie van Einstein Stan Bentvelsen

Next-to-Soft Factorization and Unitarity in Drell-Yan Processes D. Bonocore

Start van de Large Hadron Collider te CERN

Nikhef Workshop. 3de-jaars bachelor NIKHEF/UvA. docenten: Dr. Ivo van Vulpen Dr. Auke-Pieter Colijn

Wordt echt spannend : in 2015 want dan gaat versneller in Gevene? CERN echt aan en gaat hij draaien op zijn ontwerp specificaties.

Majorana Neutrino s en Donkere Materie

Medische Toepassingen van pixel detectors. Jan Visser

Probus Aalsmeer 20 mei Alles en Niks. VAN DE OERKNAL TOT HIGGS Niels Tuning. Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Probus 23 apr Alles en Niks. VAN DE OERKNAL TOT HIGGS Niels Tuning. Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Large Hadron Collider. Uitwerkingen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Voorkennis. 3 Opgaven atoombouw. C.G.N. van Veen

EEN ONTDEKKINGSREIS NAAR HET ALLERKLEINSTE EN ALLERGROOTSTE

Het Higgs-deeltje ontdekt. En wat dan?

Waarneming van een nieuw deeltje met massa 125 GeV

Het ongrijpbare Higgs-deeltje gegrepen

Aarde Onze Speciale Woonplaats

Deeltjesfysica in vogelvlucht. Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen / Nikhef

Theory DutchBE (Belgium) De grote hadronen botsingsmachine (LHC) (10 punten)

Waarvan is het heelal gemaakt? Hoe is het allemaal begonnen?

Elementaire Deeltjesfysica

De LHC deeltjesversneller: waarom en hoe?

Massahysterie over het massamysterie. dr. Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen & Nikhef

Het berekenbare Heelal

Vorig college: Geladen leptonen: e, μ, τ Neutrino s Pionen, vreemde deeltjes Hadronen: mesonen en baryonen Quarks: u, d, s Zware quarks: c, b, t

Het mysterie van massa massa, ruimte en tijd

Citation for published version (APA): Vos, K. K. (2016). Symmetry violation in weak decays [Groningen]: University of Groningen

H2: Het standaardmodel

Bezoek aan CERN met Vendelinus februari Vendelinus 10/03/18

Prof.dr. A. Achterberg, IMAPP

Deeltjes in Airshowers. N.G. Schultheiss

Meesterklas Deeltjesfysica. Universiteit Antwerpen

De deeltjes die bestudeerd worden hebben relativistische snelheden, vaak zeer dicht bij de lichtsnelheid c. De interacties tussen deeltjes grijpen

Kleinse Fles. Introductie String Zoologie Brane Worlds Zwarte Gaten

Kijk eens naar de de volgende figuren:

Nieuwe Meer 26 okt Alles en Niks. VAN DE OERKNAL TOT HIGGS Niels Tuning. Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Cursus deeltjesfysica

(a) Noem twee eigenschappen die quarks en leptonen met elkaar gemeen hebben.

1 Leerlingproject: Relativiteit 28 februari 2002

Nederlandse samenvatting

Eindexamen vwo natuurkunde pilot 2013-I

Antares: een telescoop op de bodem van de zee Aart Heijboer. April 2010, astra alteria, Putten

OVERAL, variatie vanuit de kern LES- BRIEF. Tweede Fase. Het neutrinomysterie. Foto: CERN

Deeltjes binnen het standaardmodel. N.G. Schultheiss

Spinning the Higgs. Spin and Parity Measurement of the Discovered Higgs-Like Boson in the H WW lνlν Decay Mode R.Z. Aben

Deeltjes binnen het standaardmodel

OP ZOEK NAAR HET HIGGS-DEELTJE

Een mooi moment is er rond een honderdduizendste van een seconde. Ja het Universum is nog piepjong. Op dat moment is de temperatuur zover gedaald dat

Versnellers en Detectoren

Examen VWO. natuurkunde. tijdvak 1 dinsdag 14 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje.

Van atoom tot kosmos

Donkere Materie Een groot mysterie

Een Lied over Bomen en Pinguïns

UvA-DARE (Digital Academic Repository) Fundamentals of the pure spinor formalism Hoogeveen, J. DOI: / Link to publication

Alice en de quarkgluonsoep

Elementaire Deeltjesfysica

Speciale relativiteitstheorie

De LHC deeltjesversneller: waarom en hoe?

LDR naar CERN. LDR naar CERN, pag. 1. Door: F.Horsten & F.Smit

Sterrenkunde Ruimte en tijd (3)

Uit: Niks relatief. Vincent Icke Contact, 2005

Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de

Eindexamen vwo natuurkunde 2013-I

Elementaire deeltjes fysica: een reductionistische zoektocht naar de schepping. Meesterklassen deeltjesfysica 10 Maart 2012 Nick van Remortel EDF-UA

Samenvatting. Deeltjesfysica en het Standaard Model

Betekenis en Ontdekking van het Higgs-deeltje

Deeltjes en velden. HOVO Cursus. Jo van den Brand 26 september

Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de

Transcriptie:

Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur Week-end van de wetenschap, Groningen, 6 oktober 2013 Ivo van Vulpen

CERN in Genève, Zwitserland

Deeltjesfysica 10-15 m atoom kern Wat zijn de bouwstenen van de dingen om ons heen?

Het grootste en het kleinste volgens mijn dochter van 3 volgens haar vader Olifant Klein muisje Grootst Kleinst 10 +22 m 10-9 m

Wat zijn de spelregels? 5/55

Röntgen foto Het zichtbaar maken van (niet-)afgeketste deeltjes

Rode bloedlichaampjes Mier 300 µm Borstkanker cel Microelectronisch systeem 80 µm

Van wat naar hoe oogkleur ouders en kind pa ma kans op oogkleur baby =? DNA: GTCA-nucleotiden

De atoomwereld: nieuwe fenomenen

Klassieke mechanica maan We begrijpen waarom de maan om de aarde draait ISS v 1 r ISS: 400 km = 28.000 km/uur 10/55

satelliet (pioneer/iss)

Klassieke mechanica Quantummechanica maan v 1 r atoom 10000000 km/uur ISS 28000 km/uur 400.000.000 [m] 0.0000000001 [m]

De atoomwereld 1) De elektronen vallen niet op de kern - electron 2) De kerndeeltjes kleven aan elkaar + kern 3) Maar 2 electronen in de 1 e baan

Quantummechanica nuttig? Quantummechanica Niels Bohr Quantum mechanica en begrip van atomen cruciaal voor transitors.

Hoe brandt de zon Kernkrachten nuttig? ITER (fusieractor) 15/55

Relativiteitstheorie? Net zo raar en onlogisch als de quantummechanica - tijd gaat langzamer als je hard beweegt - tjd gaat sneller als je verder weg bent van de aarde Zonder relativiteitstheorie zit de GPS er 10 km per dag naast!

De stand van zaken op 6 oktober 2013 http:// pdg.lbl.gov

De elementaire deeltjes up down up up Proton down elektron + 4 natuurkrachten up down down Neutron

Wat kan je maken met deze 3 bouwstenen? periodiek systeem van Mendeleev Alles! Alles wat we nodig hebben! Edward Witten

Deeltjes Quarks Leptonen 1) Electromagnetisme 2) Zwakke kernkracht 3) Sterke kernkracht 4) Zwaartekracht Krachten Anti-deeltjes Anti- Quarks Anti- Leptonen muon 20/55

Abstrac(e en patronen vinden Standaard Model Lagrangiaan SU(2) L U(1) Y SU(3) C Bladmuziek (J.S. Bach) bladmuziek

Nieuwe fenomenen, nieuwe krachten?? Verfijnen Nieuwe krachten? 2 krachten Newton/Maxwell 2 krachten Einstein/ Bohr 4 krachten Standaard Model 10-10 m 10-15 m 10-19 m

deeltjes anti-deeltjes Het Standaard Model

Higgs boson Het laatste puzzelstukje

Theorie Realiteit Het Comes at Standaard a price: extra smodel: calar pardcle U(1) SU(3) SU(2) L Y C + THiggs he Higgs boson boson: = Het Higgs mechanisme Deeltjes hebben geen massa Deeltjes hebben wel massa Higgs veld in het vacuum Als ik gelijk heb moet er ook een nieuw deeltje bestaan: het Higgs boson 25/55 - September 1964 -

Albert Einstein

Nieuwe deeltjes maken De Large Hadron Collider (LHC) op CERN bij Genève

Energie 1 proton (LHC) Energie LHC bundel 3000 x 100.000.000.000 protonen Bundel 2 Doorsnede LHC bundelpijp Bundel 1 30/55

40 miljoen botsingen per seconde Bundel 1 Bundel 2

Klassiek botsen proton Quantummechanisch botsen proton

Wat verwacht je? Klopt het? Inderdaad nieuwe deeltjes?

Onze fototoestellen 35/55

foto van een echte botsing muon muon

Zo groot als het paleis op de dam

Waarom is die ATLAS detector nou zo complex? deeltje

Konijn, auto of mens?

De Atlas pixel detector 80 MegaPixel camera 40.000.000 foto s per seconde 40/55

Medische toepassingen medipix Normale CT scan ~ 200 Röntgen foto s

Kleinere pixel grootte: 1 mm 50 µm CT scan of a (spiering) of 2.4 cm length using MedPix Toekomst: kleuren-xrays Toepassing: minder X-rays voor zelfde resolutie

1 miljard foto s per seconde (40 miljoen x 20 botsingen)

Computing Lastig: Per seconde: - 1 miljard botsingen (foto s) - je mag er maar 200 bewaren (diskruimte) Big data: 15 Peta Bytes en 100,00 CPU s

het echte werk! 45/55

muon muon muon muon Botsing met 4 muonen Echte LHC-botsing Higgs boson kandidaat - 100 als de Higgs niet bestaat - 200 als de Higgs wel bestaat

Kijk hier (m h = 125 GeV)

4 juli 2012: feest!! Dinsdag 8 oktober 11:45 uur bekendmaking Nobelprijs natuurkunde

5 juli 2012: wat nu?

Wat snappen we nog niet: 50/55

0% ANTI MATTER Wat is de donkere materie?

deeltjes anti-deeltjes supersymmetrische-deeltjes

Donkere Materie zelf maken Theoretisch idee: Supersymmetrie: deeltjes Anti-deeltjes Lichtste is donkere materie deeltje? Maak ze bij de LHC! Super-symmetrie: elk deeltje heeft een zwaar broertje

deeltjes anti-deeltjes Natuurkunde Spin-off De natuur zit vol vreemde spelregels Slimme jonge mensen voor de industrie Het Higgs boson bestaat Computing, sensors, versnellers Schitterend avontuur de komende jaren! Wat is donkere materie / energie? Medische apparatuur Waarom is de zwaartekracht zo raar? avontuur Ivo.van.Vulpen@nikhef.nl

BACKUP

Relativiteitstheorie

Rela(viteitstheorie structuur van (jd en ruimte De snelheid van een tennisbal en een lichtstraal gezien vanuit de ogen van een bewegende waarnemer Snelheid? v = 299.792.458 [m/s] v = 20 [m/s] bal lichtstraal 20 299.792.458 Hoe verandert dit als de waarnemer zelf beweegt?

relatieve snelheid bal lichtstraal v = 299.792.458 [m/s] v = 20 [m/s] 20 299.792.458 v = 299.792.458 [m/s] v = 20 [m/s] v = -10 [m/s] 30 299.792.458 v = 299.792.458 [m/s] v = 20 [m/s] v = +10 [m/s] 10 299.792.458 Albert Einstein Idee (en observatie) de snelheid van het licht is constant voor elke waarnemer Waarom: geen idee! Consequenties: Ruimte en tijd verbonden, gelijktijdigheid niet uniek gedefiniëerd, Speciale/algemene relativiteitstheorie: tijd langzamer in een gravitatieveld.

Relativiteitstheorie nuttig? Relativiteitstheorie? Zonder relativiteitstheorie zit de GPS er 10 km per dag naast!

Kijken zonder je ogen te gebruiken

1] Kijken met licht Licht verstrooit aan objecten die groter zijn dan zijn golflengte Met je oog kan je niks zien dat kleiner is dan 10-6 m IR 10-6 m UV

1] Kijken met licht Licht verstrooit aan objecten die groter zijn dan zijn golflengte. IR UV Röntgen 10-6 m 10-11 m Energie 2] Kijken met deeltjes Quantummechanica: deeltjes zijn golven. Hoe meer energie hoe kleiner microscoop voor zeer kleine afstanden: - klein: elektronen microscoop - kleinst: protonen micsoscoop

onbekend voorwerp achter een gordijn en 100 kogeltjes bovenaanzicht? Hoe ketsen de kogels af?

Situatie 1?? Situatie 2??

Situatie 1? Situatie 2?

Experiment 3? Quantum-model Einstein: E=mc 2 Kijken naar sub-atomaire structuren: 1) Kleine kogels maken: Deeltjesversneller 2) Berekenen wat je verwacht voor een hypothese: Theorie 3) Afgeketste deeltjes kunnen bekijken: Detector